[发明专利]一种水域轮廓提取及面积检测方法

说明书

本发明公开一种水域轮廓提取及面积检测方法，步骤为：确定设定区域不同时间段卫星遥感图像；对图像进行锐化处理；批量进行兴趣区裁剪，并标定水域中心点；选取卫星影像进行处理，根据水体特征可计算得到得到每个像素点的NDWI值并获得水体判别阈；判定其水陆分类；若本次识别无陆地，则本次识别所有区域相连环形区以内均为水域；以原有半径为准，增长一个半径单位，若遇重合岸线则停止，非重合岸线部分继续扩展；若某次所有增长区内均无水域出现，则检测完毕；根据之间获得的增长区区域个数，结合增长区设定面积，测定图像中水域的总面积。本发明具有普适性的研究方法，能够大幅度减少水域轮廓提取中人工的部分，使水域轮廓提取更便捷与客观。

技术领域

本发明属于数字图像处理与模式识别技术领域，特别涉及一种水域轮廓提取及面积检测方法。

背景技术

遥感技术是一种借助于卫星、飞机等进行空间探测的技术，具有探测范围广、快速、动态监测、经济客观等一系列优点。我国水域发展方面一度借助遥感技术进行探测。

随着遥感技术的成熟，水域成为了目前遥感领域的一大重点研究对象。水域轮廓能反应水体的多种信息，其体现了自然的发展方向，人类文明程度，同时也对改善附近城市气候有着十分重大的意义。在多重因素的影响下，如自然环境变化和人为改造，湖泊的形状在时空上一直发生在着变化，因此，从现有的光学遥感图像中自动提取水域轮廓线，是目前更新区域地图与地形数据的重要举措。同时，检测并计算水域面积的技术，可以为做水域未来面积预测提供必须的条件，人们通过面积预测可以预知洪涝灾害从而避免损失且可以更好地进行水资源保护。故提取水域的轮廓并测算面积对人类发展与开辟新领域都有着极大的影响。

从遥感图像上自动地提取地物要素一直是摄影测量与遥感领域的重要研究方向之一。作为一类重要的地物要素，水体的识别和提取，依然是通过作业人员目视判读、人工采集。虽然通过目视判读来识别影像中的水体能够满足一定的精度要求，但是在众多外界因素的影响下，极易造成错误判断，对最终结果产生恶性影响，耗时耗力，劳动强度大、生产效率低。

综合以上需求以及现有条件的不足，目前迫切的需要结合高科技信息化的手段，提出一种全自动不需人工干预的一种水域轮廓提取及面积检测方法。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有普适性的研究方法，能够大幅度减少水域轮廓提取中人工的部分，使水域轮廓提取更便捷与客观的水域轮廓提取及面积检测方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种水域轮廓提取及面积检测方法，包括如下步骤：

(1)确定设定区域不同时间段卫星遥感图像；

(2)对图像进行锐化处理；

(3)批量进行兴趣区裁剪，并标定水域中心点；

(4)选取卫星影像进行处理，根据水体特征可计算得到得到每个像素点的 NDWI值，根据NDWI值可计算获得水体判别阈；

(5)通过将NDWI值与水体判别阈值进行比对，判定其水陆分类；

(6)若本次识别无陆地，则本次识别所有区域相连环形区，判别环形区以内均为水域；以原有半径为准，增长一个半径单位，若遇重合岸线则停止，非重合岸线部分继续扩展；

(7)若某次所有增长区内均无水域出现，则判定检测完毕，此时将其增长区区域内轮廓相接得到水域轮廓；

(8)根据之间获得的增长区区域个数，结合增长区设定面积，测定图像中水域的总面积。

进一步的，所述步骤(1)中所述卫星遥感图像为由Landsat系列卫星采集的光学影像。

进一步的，所述步骤(4)中NDWI值的表达式为：

NDWI＝(K(G)-K(R))/(K(G)+K(R))