[發(fā)明專利]一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象提取方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110759078.1
• 申請(qǐng)日: 2021-07-05
• 公開（公告）號(hào): CN114627148A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉旭攏;胡泓達(dá);葉玉瑤;尹劍輝;許劍輝;楊驥;李勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院廣州地理研究所;南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）
• 主分類號(hào): G06T7/187
• 分類號(hào): G06T7/187;G06T7/136;G06T7/62
• 代理公司: 廣州駿思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44425
• 代理人: 潘桂生

1.一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象提取方法，包括：

獲取多時(shí)相衛(wèi)星傳感器拍攝的合成孔徑雷達(dá)遙感影像；

對(duì)所述合成孔徑雷達(dá)遙感影像進(jìn)行預(yù)處理；

獲取所述合成孔徑雷達(dá)遙感影像單位面積上的后向散射系數(shù)；

對(duì)所述后向散射系數(shù)求中位數(shù)，形成SAR中位數(shù)遙感影像；

獲取GSHHG海岸線數(shù)據(jù)，以所述GSHHG海岸線數(shù)據(jù)對(duì)所述SAR中位數(shù)遙感影像進(jìn)行陸海掩膜；

獲取SRTM DEM數(shù)據(jù)，對(duì)經(jīng)過陸海掩膜的SAR中位數(shù)遙感影像進(jìn)行地形掩膜；

對(duì)經(jīng)過地形掩膜的SAR中位數(shù)遙感影像劃分水體像元和非水體像元，將SAR中位數(shù)遙感影像轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制影像；

采用連通域標(biāo)記算法對(duì)所述二進(jìn)制影像進(jìn)行水體對(duì)象和非水體對(duì)象分割；

基于光學(xué)遙感影像海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象樣本，對(duì)所述二進(jìn)制影像的海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象自動(dòng)提取。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象提取方法，其特征在于：對(duì)所述合成孔徑雷達(dá)遙感影像進(jìn)行預(yù)處理包括：影像配準(zhǔn)、斑點(diǎn)濾波、地理編碼和輻射定標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象提取方法，其特征在于：所述后向散射系數(shù)為單位面積上的雷達(dá)回波信號(hào)強(qiáng)度，以分貝為單位表示大小，水體像元在遙感影像中呈現(xiàn)低后向散射系數(shù)，非水體像元在遙感影像中呈現(xiàn)高后向散射系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象提取方法，其特征在于，對(duì)所述后向散射系數(shù)求中位數(shù)，形成SAR中位數(shù)遙感影像的步驟包括：下載覆蓋同一海岸帶區(qū)域的多時(shí)相哨兵1號(hào)合成孔徑雷達(dá)遙感影像，預(yù)處理后得到各像元處后向散射系數(shù)，對(duì)每個(gè)像元的后向散射系數(shù)數(shù)值序列計(jì)算中位數(shù)，將多時(shí)相的合成孔徑雷達(dá)遙感影像綜合為一幅SAR中位數(shù)遙感影像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象提取方法，其特征在于，對(duì)經(jīng)過地形掩膜的SAR中位數(shù)遙感影像劃分水體像元和非水體像元，將SAR中位數(shù)遙感影像轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制影像的步驟包括：

用陸海掩膜排除SAR中位數(shù)遙感影像中屬于海洋的像元，保留屬于陸地的像元；用最大類間方差法劃分影像中的水體像元和非水體像元，所述最大類間方差法如下式：

其中，μ1為掩膜后SAR中位數(shù)遙感影像中水體像元的平均值，μ0為掩膜后SAR中位數(shù)遙感影像中非水體像元的平均值，μ為整幅SAR中位數(shù)遙感影像的像元平均值，σ2為像元方差，是SAR中位數(shù)遙感影像的所有像元值的集合的方差，w1為SAR中位數(shù)遙感影像的水體像元的豐度，w0為SAR中位數(shù)遙感影像的非水體像元的豐度，threshold為水體像元和非水體像元的劃分閾值；

對(duì)各像元值與所述劃分閾值比較大小，像元值大于劃分閾值的為水體像元，賦值為1，像元值小于劃分閾值的為非水體像元，賦值為0，將SAR中位數(shù)遙感影像轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制影像。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象提取方法，其特征在于，采用連通域標(biāo)記算法對(duì)所述二進(jìn)制影像進(jìn)行水體對(duì)象和非水體對(duì)象分割的步驟包括：

對(duì)所述二進(jìn)制影像分割出水體對(duì)象和非水體對(duì)象；

獲取所述水體對(duì)象的周長(zhǎng)、面積和最小外接矩形面積；

計(jì)算海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象區(qū)分指標(biāo)：

其中，P為水體對(duì)象周長(zhǎng)、A為水體對(duì)象面積、ER為范圍比、SI為形狀指數(shù)、P2A為緊湊度，A_mbr為水體對(duì)象的最小外接矩形面積。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象提取方法，其特征在于，基于光學(xué)遙感影像海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象樣本，對(duì)所述二進(jìn)制影像的海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象自動(dòng)提取，其步驟包括：獲取高分二號(hào)的高分辨率光學(xué)遙感影像，在光學(xué)遙感影像上通過人工標(biāo)記構(gòu)建海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象的樣本數(shù)據(jù)集，基于海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象的周長(zhǎng)、面積、范圍比、形狀指數(shù)、緊湊度的閾值范圍，在二進(jìn)制影像上實(shí)現(xiàn)海岸帶養(yǎng)殖水體對(duì)象的自動(dòng)提取。