[发明专利]一种卫星遥感影像的城市水体提取方法

说明书

一种卫星遥感影像的城市水体提取方法，包括：遥感影像数据的预处理；获得两个新的归一化差异水体指数NNDWI1和NNDWI2，得到NNDWI1和NNDWI2的水体提取结果；将NNDWI1的阈值分割结果和NNDWI2的阈值分割结果进行叠加，得到NNDWI的阈值分割结果，即大面积水体对象和小面积对象，对膨胀后的小面积对象进行约束，对约束后的小面积对象进行阴影检测与去除，得到小面积水体对象；将大面积水体对象与小面积水体对象进行叠加，得到卫星遥感影像的城市水体提取结果。本发明提出的方法，具有较高的分类精度和较低的漏检与虚警总错误率，提高了后续水体的提取精度，同时具有较高的水体边缘检测精度。

技术领域

本发明属于水体遥感影像技术领域，主要涉及一种卫星遥感影像的城市水体提取方法。

背景技术

城市是人类社会高度发展的体现，城市水体作为城市生态系统中重要的因素，在维持城市生态系统稳定性上具有十分重要的作用。城市水体的改变将会对生活产生巨大的变化，可能会引发一些灾害，如城市水源滞留、水资源短缺，甚至引发一些和人类健康生活相关的疾病。因此，了解和掌握城市水体分布以及水域面积的变化已经成为了人们日益关注的焦点。

近年来，随着遥感技术的应用与发展，遥感影像在自然资源调查、动态监测、自然地表水源规划等方面发挥着着越来越重要的角色，利用遥感技术进行地表的监测也得到了越来越多的科研工作者的关注；遥感影像可以以一个不同的视角去观察地球表面的地物，实时的监测地表的变化。在水体提取技术中，通过遥感数据及时准确地获取城市水体信息成为目前主流的水体提取方式。到目前为止，诸多学者提出了大量遥感影像的水体提取方法，但大部分都是基于中低分辨率遥感影像，由于影像分辨率较低，面积较小的水体未能有效的提取；尤其是对于城市地区水体的提取，城市地区水体面积大小参差不齐，存在诸多小面积人工湖泊和细小的河流。因此，在城市水体提取中应更多的采用高分辨率遥感影像，以资源3号卫星为例，资源3号卫星遥感影像有着5.8m分辨率和5.2km的宽幅，它为城市水体提取提供了理想的多光谱影像数据，资源3号具体参数如下表1：

表1资源三号卫星影像参数

水体是遥感影像中很常见的地物类别，也是重要的基础地理信息之一，其动态信息的快速获取，对水资源调查、水利规划、环境监测与保护等事业都有着十分明显的实用价值和科学意义。对此，诸多学者很早就对此展开了研究，提出了许多有效的水体信息自动提取模型。大致可以分为4类：(a)单波段和多波段阈值分割法(single-band or multiple-band threshold method)，(b)水体指数法(Water indices)，(c)线性分解模型(linearun-mixing model)，(d)监督与非监督分类方法(supervised or unsupervisedclassification method)。除此之外，还有一些其他的方法，如：基于数字高程模型的水体提取技术，基于微波遥感(Microwave Remote Sensing)影像的水体提取技术，面向对象(Object Oriented)技术的水体提取技术等。但这些方法并不常用，总得来说，水体指数法由于其模型简单、方便，且精度较高，在实际中最为常用。