[發明專利]一種基于哨兵1號數據的干鹽灘提取方法

在審

• 申請號: 202110043391.5
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112766132A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 傅笛;金鑫;金彥香;楊登興
• 申請（專利權）人: 青海師范大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 鮑敬

本發明公開了一種基于哨兵1號數據的干鹽灘提取方法，包括野外調查收集數據，處理哨兵1號數據，確定不同極化方式的后向散射值、波普特征以及顏色，確定分類標準及閾值分類，使用本發明方法不需要花費大量時間和人力進行實地調查，特別是在區域大的研究區，有的地區的干鹽灘與普通土壤呈現出大致相同的顏色，在肉眼上難以區別出兩者，利用本發明能夠較好達到區分的目的。

技術領域

本發明涉及遙感測量領域，具體涉及一種基于哨兵1號數據的干鹽灘提取方法。

背景技術

哨兵1號(Sentinel-1)衛星是歐洲航天局哥白尼計劃(GMES)中的地球觀測衛星，由兩顆衛星組成，載有C波段合成孔徑雷達，可提供連續圖像(白天、夜晚和各種天氣)；干鹽攤有豐富的鎂鋰資源，具有巨大的資源開采潛力，但目前對于干鹽灘自動提取方法較少，大多需要花費大量時間和人力進行實地調查，不能滿足研究需求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：一種基于哨兵1號數據的干鹽灘提取方法，

步驟一：進行野外實地調查，對干鹽灘土壤水份及鹽度進行數據采集；

步驟二：使用SNAP軟件對哨兵1號的數據進行預處理，得到后向散系數值，利用光學影像數據進行干旱指數(PDI)計算得出指數分布圖；

步驟三：將步驟一中采集的一部分實測數據對應到哨兵1號數據預處理后的影像上，提取出對應的不同極化方式的鹽湖和干鹽灘后向散射系數值、顏色、紋理和波普特征，確定不同分類類型的后向散射系數值和干旱指數的范圍閾值；

步驟四：對于范圍閾值的確定，根據直方圖谷底確定鹽湖和干鹽灘閾值的最大值和最小值，再選擇一個閾值作為初始估計值，然后不斷更新這一估計值，直到滿足給定的條件為止，最終建立鹽湖、干鹽灘以及非干鹽灘三種類型的分類標準；

步驟五：將干旱指數、光學影像、哨兵1號數據(包括VV和VH極化方式)3種數據進行波段組合，得到多源組合的遙感數據。

步驟六：利用已建立的鹽湖、干鹽灘以及非干鹽灘三種類型的分類標準，以多源組合的遙感數據為底圖，采集訓練樣本，進行支持向量機分類，最終得到鹽湖、干鹽灘以及非干鹽灘分類結果圖。

進一步地，步驟一的數據采集包括：尋找典型干鹽灘區域，選擇采樣點，對各采樣點進行土壤鹽度以及土壤水份檢測，對干鹽灘進行量化，確定干鹽灘土壤鹽度和水份值的范圍，以及對于有鹽湖的區域進行定點。

進一步地，步驟五的數據不僅通過一類遙感數據進行監督分類，而是由干旱指數、光學遙感數據以及微波遙感數據組成的多源遙感數據，其能夠反映出更多的信息，例如紅、綠、藍等波譜信息；穿透一些地物的成像特點信息，多源信息更有利地物的分類。

進一步地，還包括驗證步驟，所述驗證步驟為：將剩余的實測數據對應到結果圖上，檢查是否實測數據能夠對應上干鹽灘和鹽湖。

進一步地，所述驗證步驟為：將結果提取為干鹽灘，但未實地調查的區域，提取其波普特征、顏色、紋理、后向散射系數值以及干旱指數，驗證其是否符合分類標準。

采用以上方案后，本發明具有如下優點：(1)數據優點：哨兵1號攜帶的C頻段合成孔徑雷達具有全天候成像能力，能提供高分辨率和中分辨率陸地、沿海及冰的測量數據，其能不受云的影響，能探測到毫米級或亞毫米級地層運動；干鹽灘具有干旱和鹽度高的特點，哨兵1號數據對土壤層鹽及水份敏感，如在VV極化方式的影像中，對水敏感，越濕潤的地方，在影像上表現出越暗的特征。而VH極化方式中，相對于水來說，對鹽較敏感，在影像上鹽度較高處，呈現出發亮、發白的特征。

(2)使用本發明方法不需要花費大量時間和人力進行實地調查，特別是在區域大的研究區，有的地區的干鹽灘與普通土壤呈現出大致相同的顏色，在肉眼上難以區別出兩者，利用本發明能夠較好達到區分的目的。

附圖說明