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

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110759078.1
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN114627148A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉旭攏;胡泓達(dá);葉玉瑤;尹劍輝;許劍輝;楊驥;李勇
• 申請（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)與工程廣東省實驗室（廣州）
• 主分類號: G06T7/187
• 分類號: G06T7/187;G06T7/136;G06T7/62
• 代理公司: 廣州駿思知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44425
• 代理人: 潘桂生

本發(fā)明公開了一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對象提取方法及裝置，通過結(jié)合水體與非水體對象的后向散射特征，以及海岸帶養(yǎng)殖水體在遙感影像上的形狀特征來實現(xiàn)大規(guī)模海岸帶區(qū)域養(yǎng)殖水體對象的遙感自動提取。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及遙感與地理信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對象提取方法及裝置，可讀儲存介質(zhì)及計算機控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

利用遙感技術(shù)開展養(yǎng)殖水體對象提取是海岸帶生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的重要研究方向。其檢測效率和質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，但傳統(tǒng)的海岸帶生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是通過遙感目視解譯，一般為人工檢測，耗時耗力，為了提高測量精度和準(zhǔn)度，解譯人員需具備較強的專業(yè)知識和能力，且人工監(jiān)測效率低，監(jiān)測環(huán)境惡劣，容易受人員主觀因素影響。因此通過研究相關(guān)算法和模型來實現(xiàn)海岸帶養(yǎng)殖水體對象的遙感自動提取十分必要。光學(xué)遙感易受云雨天氣影響，并且高分辨率光學(xué)遙感影像價格昂貴，獲取難度較高，不適用于海岸帶生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，因此需要開發(fā)一種易獲取數(shù)據(jù)且可實現(xiàn)大規(guī)模水體自動提取的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述背景技術(shù)中的問題，提供了一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對象提取方法，可快速精確的通過結(jié)合水體與非水體對象的后向散射特征，以及養(yǎng)殖水體在遙感影像上的形狀特征來實現(xiàn)大規(guī)模海岸帶區(qū)域養(yǎng)殖水體對象的遙感自動提取。

本發(fā)明所述的一種基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對象提取方法，包括：

S1獲取多時相衛(wèi)星傳感器拍攝的合成孔徑雷達(dá)遙感影像；

S2對所述合成孔徑雷達(dá)遙感影像進(jìn)行預(yù)處理；

S3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)；

S4對所述后向散射系數(shù)求中位數(shù)，形成SAR中位數(shù)遙感影像；

S5獲取GSHHG海岸線數(shù)據(jù)，以所述GSHHG海岸線數(shù)據(jù)對所述SAR中位數(shù)遙感影像進(jìn)行陸海掩膜；

S6獲取SRTM DEM數(shù)據(jù)，對經(jīng)過陸海掩膜的SAR中位數(shù)遙感影像進(jìn)行地形掩膜；

S7對經(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；

S8采用連通域標(biāo)記算法對所述二進(jìn)制影像進(jìn)行水體對象和非水體對象分割；

S9基于光學(xué)遙感影像海岸帶養(yǎng)殖水體對象樣本，對所述二進(jìn)制影像的海岸帶養(yǎng)殖水體對象自動提取。

本發(fā)明通過本發(fā)明通過通過結(jié)合水體與非水體對象的后向散射特征，以及養(yǎng)殖水體在遙感影像上的形狀特征來實現(xiàn)大規(guī)模海岸帶區(qū)域養(yǎng)殖水體對象的遙感自動提取，提高了基于微波遙感的海岸帶養(yǎng)殖水體對象提取效率和精度，且準(zhǔn)確率高，速度快，實時性好。

具體地，對所述合成孔徑雷達(dá)遙感影像進(jìn)行預(yù)處理包括：影像配準(zhǔn)、斑點濾波、地理編碼和輻射定標(biāo)。

進(jìn)一步地，所述后向散射系數(shù)為單位面積上的雷達(dá)回波信號強度，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)。

具體地，對所述后向散射系數(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)域的多時相哨兵1號合成孔徑雷達(dá)遙感影像，預(yù)處理后得到各像元處后向散射系數(shù)，對每個像元的后向散射系數(shù)數(shù)值序列計算中位數(shù)，將多時相的合成孔徑雷達(dá)遙感影像綜合為一幅SAR中位數(shù)遙感影像。

具體地，對經(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：