[發明專利]一種基于極化雷達遙感影像的城市內澇區域檢測方法

有效

• 申請號: 202011257248.8
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112270675B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 齊志新;張慧
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T5/00;G06K9/62
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

本發明提供一種基于極化雷達遙感影像的城市內澇區域檢測方法，包括以下步驟：S1：獲取極化雷達遙感影像，并對極化雷達遙感影像進行預處理，提取其后向散射系數和干涉相干系數；S2：得到有意義的地物斑塊；S3：提取城市范圍；S4：構建城市洪水指數，根據城市洪水指數檢測出城市內澇區域。本發明提供一種基于極化雷達遙感影像的城市內澇區域檢測方法，根據城市受淹前和城市受淹中的后向散射系數和干涉相干系數的變化特征，構建城市洪水指數并通過城市洪水指數檢測出城市內澇區域，實現對城市內澇區域的準確、及時提取，解決了由于洪水的發生常常伴隨著多云多雨的天氣，光學遙感無法獲取有效的數據，導致難以及時獲取洪水淹沒信息的問題。

技術領域

本發明涉及雷達遙感技術領域，更具體的，涉及一種基于極化雷達遙感影像的城市內澇區域檢測方法。

背景技術

洪澇災害是是城市區域經常發生的自然災害之一。特別是近年來，隨著全球氣候變化及快速城市化，極端天氣導致的城市洪水頻發，給許多城市帶來了巨大的經濟損失，威脅著城市內居民的人身安全。城市洪水具有淹沒范圍大的特點，通過人工地面調查難以獲取完整的受災面積，而且會消耗大量人力和物力，延誤應急救援時間。衛星遙感技術具有重返周期短、成像面積大、可連續觀測等優勢，為洪澇災害的監測、制圖以及評估提供了一種快速、安全、高效的工具。然而，由于洪水的發生常常伴隨著多云多雨的天氣，光學遙感無法獲取有效的數據，導致難以及時獲取洪水淹沒信息。

現有技術中，如2018年07月24日公開的中國專利，城市防汛預警預報系統，公開號為CN108320462A，采用雷達雨量檢測部件預測未來降雨信息，通過預測未來降雨信息分析出汛情，但不能實時檢測出城市內澇區域。

發明內容

本發明為克服由于洪水的發生常常伴隨著多云多雨的天氣，光學遙感無法獲取有效的數據，導致難以及時獲取洪水淹沒信息的技術缺陷，提供一種基于極化雷達遙感影像的城市內澇區域檢測方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種基于極化雷達遙感影像的城市內澇區域檢測方法，包括以下步驟：

S1：獲取城市受淹前和城市受淹中的極化雷達遙感影像，并對極化雷達遙感影像進行預處理，提取其后向散射系數和干涉相干系數；

S2：通過對受淹前和受淹中的全部極化雷達遙感影像的后向散射系數和干涉相干系數進行聯合分割，得到有意義的地物斑塊；

S3：基于城市受淹前的極化雷達遙感影像的后向散射系數和干涉相干系數提取城市區域分布范圍；

S4：基于城市受淹前和城市受淹中的極化雷達遙感影像的后向散射系數和干涉相干系數的變化特征，構建城市洪水指數(Urban Flooding Index，UFI)，根據城市洪水指數檢測出城市內澇區域；

在步驟S4中，假設圖像t1，圖像t2和圖像t3分別是三景重復軌道的極化雷達遙感影像，其中，圖像t1和圖像t2是在城市受淹前獲取的，圖像t3是在城市受淹中獲取的，則通過以下公式計算城市洪水指數：

其中，UFI表示城市洪水指數，UFI值越大代表該區域為城市內澇區域的可能性越大；σ_t2(VV)表示圖像t2的VV極化后向散射系數；σ_t3(VV)表示圖像t3的VV極化后向散射系數；ρ_t1t2(VV)表示圖像t1和圖像t2之間的干涉相干系數；ρ_t2t3(VV)表示圖像t2和圖像t3之間的干涉相干系數。

上述方案中，根據城市受淹前和城市受淹中的極化雷達遙感影像的后向散射系數和干涉相干系數的變化特征，構建城市洪水指數并通過城市洪水指數檢測出城市內澇區域，實現對城市內澇區域的準確、及時提取，服務于城市洪澇災害的實時救援管理，對城市洪水緊急救援、風險和損失評估、城市未來的規劃發展具有重要意義。