[发明专利]基于贝叶斯定理的黑臭水体遥感识别方法

说明书

本发明公开了基于贝叶斯定理的黑臭水体遥感识别方法，包括如下步骤：S1、数据采集和预处理；S2、光谱数据分析；S3、光谱特征的选取；S4、基础概率获取；S5、阈值选取，基于贝叶斯定理得到黑臭水体光谱特征指数的阈值，以一种客观、标准的方法来进行阈值分割，为黑臭水体的监测提供科学依据和技术支持，本发明最大的优势是在分析过程中充分考虑样本与研究区的基础概率，通过贝叶斯定理将基于样本得到的先验概率转化为后验概率，使结果更加符合研究区的客观特征，同时，本发明将经验阈值改进为区域自适应阈值，大大降低了阈值选取时的主观因素影响，在实际应用时具有良好普适性，对今后的黑臭水体识别具有指导作用。

技术领域

本发明涉及哨兵二号地物遥感识别技术领域，具体为基于贝叶斯 定理的黑臭水体遥感识别方法。

背景技术

传统水体监测方法主要基于资料收集、人工(抽样)实地调查和公 众监督举报，此方法不仅效率低下，耗费大量的人力、物力、财力，且 不能全面反映区域内的水质状况，甚至出现人为(感官)、外在环境误 差，更不必说所获结果的时间连续性和地域广泛性，容易出现盲区、死 角，使监测效果大打折扣；

近年来卫星遥感技术因其监测范围广、周期短、成本低、信息量 大的优势快速在环境监测中扎稳脚跟。通过长期监测，我们在大批高 空间分辨率的遥感数据中利用黑臭水体的特性逐渐掌握它的分布情 况和变化规律，这为黑臭水体的监测及研究提供了有力保障，对国家 环境治理评估有着重要意义；

目前来看，黑臭水体遥感监测领域仍处于起步阶段，前人主要基 于可见光波段构造光谱特征指数，通过阈值分割的方法进行黑臭水体 提取，但所选定的阈值都是依赖主观经验进行判断，缺少统一标准， 并且在实际应用过程中，忽略了实验样本和研究区具体情况的差异， 没有考虑基础概率对阈值的影响，从而导致所选定的阈值对实验样本 效果很好，但实际开展工程应用时精度较差。

发明内容

本发明提供基于贝叶斯定理的黑臭水体遥感识别方法，可以有效 解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于贝叶斯定理的 黑臭水体遥感识别方法，包括如下步骤：

S1、数据采集和预处理；

S2、光谱数据分析；

S3、光谱特征的选取；

S4、基础概率获取；

S5、阈值选取。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使 用安全方便，基于贝叶斯定理得到黑臭水体光谱特征指数的阈值，以 一种客观、标准的方法来进行阈值分割，为黑臭水体的监测提供科学 依据和技术支持，前人研究主要是基于可见光波段构造黑臭水体光谱 特征指数，如BOI、WCI、NDBWI等，依据经验阈值进行分割来提取黑 臭水体，但是在操作过程中一方面因为经验阈值受主观经验影响，关 于阈值的划分缺少统一标准，不利于工程化应用推广，另一方面传统 方法在进行阈值分割时未考虑样本的基础概率，因此样本的代表性以 及基于样本得到的结论有待商议，进而大大影响实际应用的精度，本 发明最大的优势是在分析过程中充分考虑样本与研究区的基础概率， 通过贝叶斯定理将基于样本得到的先验概率转化为后验概率，使结果 更加符合研究区的客观特征，同时，本发明将经验阈值改进为区域自 适应阈值，大大降低了阈值选取时的主观因素影响，在实际应用时具 有良好普适性，对今后的黑臭水体识别具有指导作用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部 分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限 制。

在附图中：

图1实验处理过程；

图2研究区哨兵二号影像；

图3黑臭水体与一般水体的光谱曲线；