一種改進(jìn)低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于遙感影像的湖面面積提取領(lǐng)域，具體涉及一種改進(jìn)低空間分辨率 遙感影像提取的湖面面積的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 如何提高基于遙感影像的湖面面積的精度一直是遙感信息提取領(lǐng)域的重要課題。 目前對湖泊的遙感監(jiān)測主要有兩類：一是基于高分辨率的SPOT、TM或ASTER等數(shù)據(jù)對湖泊 相關(guān)信息的直接提??；二是基于低分辨率如AVHRR、MODIS等數(shù)據(jù)結(jié)合相關(guān)算法來提取目標(biāo) 信息。相比之下，使用低分辨率的AVHRR、MODIS等，在時間分辨率、覆蓋范圍、費(fèi)用方面都有 著很大的優(yōu)勢，因此廣泛應(yīng)用于大范圍的湖泊面積監(jiān)測。但由于空間分辨率低，低分辨率遙 感影像提取的湖面面積精度普遍較低，現(xiàn)有的一些提取方法并沒有充分考慮到利用其它高 分辨率遙感影像的優(yōu)勢，因此，在這種情況下其提取結(jié)果難以準(zhǔn)確反映湖面面積現(xiàn)狀及其 變化過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的之一是為解決上述的難題，提供一種精度高的改進(jìn)低空間分辨率遙 感影像提取的湖面面積的方法。
[0004] 本發(fā)明提供一種改進(jìn)低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積的方法，步驟包括：
[0005] S1 :根據(jù)湖面面積監(jiān)測的具體要求，收集湖泊所在地區(qū)的覆蓋整個監(jiān)測時段的多 時相低空間分辨率遙感影像，并提取各期湖面面積；
[0006] S2 :收集多于6個時相的與低空間分辨率影像獲取日期相近的高空間分辨率遙感 影像，并提取各期湖面面積；
[0007]S3:分析同一時相的低空間分辨率遙感影像及高空間分辨率遙感影像提取的湖面 面積數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，判斷該關(guān)系是否是分段關(guān)系；
[0008] S4:若所述步驟S3得出的關(guān)系是分段關(guān)系，則在各段內(nèi)，計(jì)算分別基于該段內(nèi)的 低空間分辨率遙感影像及高空間分辨率遙感影像提取的湖面面積數(shù)據(jù)參數(shù)；
[0009] S5:若所述步驟S3得出的關(guān)系不是分段關(guān)系，則計(jì)算基于全部的同一時相的低空 間分辨率遙感影像及高空間分辨率遙感影像提取的湖面面積數(shù)據(jù)參數(shù)；
[0010] S6 :根據(jù)S4或S5的參數(shù)計(jì)算結(jié)果，建立低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積的 校正公式；
[0011] S7 :對于其他時相的低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積，先根據(jù)所述步驟S3 判斷其所在的分段，再根據(jù)相應(yīng)的校正公式對其進(jìn)行校正。
[0012] 進(jìn)一步的，所述步驟S1及S2中所述提取各期湖面面積可選擇任一種水體識別方 法。
[0013] 本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的改進(jìn)低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積的 方法，在實(shí)際應(yīng)用中，充分結(jié)合了低空間分辨率影像和高空間分辨率影像的優(yōu)勢，能夠基于 高空間分辨率影像對低空間分辨率影像提取的湖面面積進(jìn)行校正，改進(jìn)后者的精度，為更 準(zhǔn)確地監(jiān)測湖面面積提供了新的可行思路。
【附圖說明】
[0014] 圖1所示為本發(fā)明一種改進(jìn)低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積的方法流程 圖。
[0015] 圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例中同一時相的低空間分辨率遙感影像及高空間分辨率 遙感影像提取的湖面面積數(shù)據(jù)之間的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下文將結(jié)合具體附圖詳細(xì)描述本發(fā)明具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實(shí)施例中 描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá) 到更好的技術(shù)效果。
[0017] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種改進(jìn)低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積的方 法，步驟包括：
[0018]S1:根據(jù)湖面面積監(jiān)測的具體要求，收集湖泊所在地區(qū)的覆蓋整個監(jiān)測時段的多 時相低空間分辨率遙感影像，并提取各期湖面面積；
[0019] S2 :收集多于6個時相的與低空間分辨率影像獲取日期相近的高空間分辨率遙感 影像，并提取各期湖面面積；
[0020] S3:分析同一時相的低空間分辨率遙感影像及高空間分辨率遙感影像提取的湖面 面積數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，判斷該關(guān)系是否是分段關(guān)系；
[0021] S4:若所述步驟S3得出的關(guān)系是分段關(guān)系，則在各段內(nèi)，計(jì)算分別基于該段內(nèi)的 低空間分辨率遙感影像及高空間分辨率遙感影像提取的湖面面積數(shù)據(jù)參數(shù)；
[0022] S5:若所述步驟S3得出的關(guān)系不是分段關(guān)系，則計(jì)算基于全部的同一時相的低空 間分辨率遙感影像及高空間分辨率遙感影像提取的湖面面積數(shù)據(jù)參數(shù)；
[0023] S6 :根據(jù)S4或S5的參數(shù)計(jì)算結(jié)果，建立低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積的 校正公式；
[0024] S7 :對于其他時相的低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積，先根據(jù)所述步驟S3 判斷其所在的分段，再根據(jù)相應(yīng)的校正公式對其進(jìn)行校正。
[0025] 進(jìn)一步的，所述步驟S1及S2中所述提取各期湖面面積可選擇任一種水體識別方 法。
[0026] 實(shí)施例：
[0027] 具體的，以阿雅克庫木湖為例，為監(jiān)測該湖2000年到2010年間湖面面積的變化情 況，收集了 2000年到2010年間多期MODIS影像，該影像可從美國地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站或國際科 學(xué)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺等網(wǎng)站免費(fèi)下載，影像的空間分辨率為500m，每天白天可以獲得2景影像； 并選擇基于NDWI和近紅外波段的水體識別方法完成對多期湖面面積的提取。
[0028] 1、收集13個時相的Landsat TM/ETM+影像，該影像獲取日期與部分MODIS影像相 近，其空間分辨率為30m;并選擇基于NDWI和近紅外波段的水體識別方法完成對多期湖面 面積的提取。
[0029] 2、通過建立直角坐標(biāo)對同一時相的兩種遙感影像提取的湖面面積數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 然后判斷兩種湖面面積之間的關(guān)系是否為分段關(guān)系，若是分段關(guān)系，確定分段線的位置以 判斷各湖面面積所在的分段。如圖2所示，以MODIS影像提取的湖面面積的平方根為X軸， 以TM/ETM+影像與MODIS影像提取的湖面面積之差為Y軸，建立直角坐標(biāo)系，可見TM/ETM+ 影像與MODIS影像提取的湖面面積之差是MODIS影像提取的湖面面積的平方根的線性函 數(shù)，該線性關(guān)系是分段關(guān)系，分為兩段。
[0030] 3、根據(jù)分段線的位置，確定同一時相的兩種遙感影像提取的湖面面積所在的分 段，然后基于各段內(nèi)的湖面面積數(shù)據(jù)采用最小二乘法計(jì)算該段參數(shù)，參見圖2所示，同一時 相的MODIS和TM/ETM+影像提取的湖面面積之間的關(guān)系分為兩段，其中第一段包含5組數(shù) 據(jù)，第二段包含8組數(shù)據(jù)，在各段內(nèi)，分別計(jì)算參數(shù)。
[0031] 4、同一時相的兩種遙感影像提取的湖面面積之間的關(guān)系為不分段關(guān)系，說明這兩 種湖面面積之間滿足同樣的線性關(guān)系，因此，基于全部的湖面面積數(shù)據(jù)計(jì)算參數(shù)。
[0032] 5、根據(jù)參數(shù)計(jì)算結(jié)果，建立高空間分辨率影像對低空間分辨率影像提取的湖面面 積的校正公式，該公式以低空間分辨率影像提取的湖面面積的平方根為自變量，校正后的 面積為因變量，若是分段關(guān)系，則校正公式有多個，否則，校正公式只有一個。
[0033] TM/ETM+影像對MD0IS影像提取的湖面面積的分段校正公式，第一段：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改進(jìn)低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積的方法，其特征在于，步驟包括： 51 :根據(jù)湖面面積監(jiān)測的具體要求，收集湖泊所在地區(qū)的覆蓋整個監(jiān)測時段的多時相 低空間分辨率遙感影像，并提取各期湖面面積； 52 :收集多于6個時相的與低空間分辨率影像獲取日期相近的高空間分辨率遙感影 像，并提取各期湖面面積； 53 :分析同一時相的低空間分辨率遙感影像及高空間分辨率遙感影像提取的湖面面積 數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，判斷該關(guān)系是否是分段關(guān)系； S4:若所述步驟S3得出的關(guān)系是分段關(guān)系，則在各段內(nèi)，計(jì)算分別基于該段內(nèi)的低空 間分辨率遙感影像及高空間分辨率遙感影像提取的湖面面積數(shù)據(jù)參數(shù)； 55 :若所述步驟S3得出的關(guān)系不是分段關(guān)系，則計(jì)算基于全部的同一時相的低空間分 辨率遙感影像及高空間分辨率遙感影像提取的湖面面積數(shù)據(jù)參數(shù)； 56 :根據(jù)S4或S5的參數(shù)計(jì)算結(jié)果，建立低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積的校正 公式； 57 :對于其他時相的低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積，先根據(jù)所述步驟S3判斷 其所在的分段，再根據(jù)相應(yīng)的校正公式對其進(jìn)行校正。
2. 如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積的方法，其特征在 于，所述步驟Sl及S2中所述提取各期湖面面積可選擇任一種水體識別方法。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改進(jìn)低空間分辨率遙感影像提取的湖面面積的方法，包括步驟：收集湖泊所在地區(qū)的多時相低空間分辨率遙感影像，并提取湖面面積；收集盡可能多的與低空間分辨率影像獲取日期相近的高空間分辨率影像，并選擇一種水體識別方法提取湖面面積；對同時相的兩種遙感影像提取的湖面面積進(jìn)行分析，判斷兩種湖面面積之間的關(guān)系是否需要分段，若是，則根據(jù)各段內(nèi)的面積數(shù)據(jù)分別計(jì)算參數(shù)，否則，根據(jù)所有面積數(shù)據(jù)計(jì)算參數(shù)；根據(jù)計(jì)算出的參數(shù)，建立分段的校正公式；對于其他時相的低空間分辨率影像提取的湖面面積，首先判斷其所在的分段，再根據(jù)相應(yīng)的校正公式對其進(jìn)行校正。本發(fā)明能有效地提高了低空間分辨率影像提取湖面面積的精度。
【IPC分類】G06T7-60
【公開號】CN104809745
【申請?zhí)枴緾N201510230374
【發(fā)明人】徐蓉, 趙春哲, 熊江
【申請人】重慶三峽學(xué)院
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月7日