[发明专利]基于双波段辐亮度的珊瑚礁底质分类方法

说明书

本发明涉及卫星遥感应用技术领域，公开了一种基于双波段辐亮度的珊瑚礁底质分类方法，包括以下步骤：S1、对预设区域遥感影像进行辐射定标处理，将影像像元亮度值转化为辐射亮度值；S2、在空间上均匀选取若干个样本点，提取得到全部样本点的蓝、绿波段辐亮度值，对样本点进行线性拟合得到回归线公式；S3、以回归线公式对应的直线作为临界点，对所有像元进行判定。本发明利用多光谱遥感影像蓝绿波段辐亮度之间的关系实现浅海珊瑚礁底质分类，不受水深变化的影响且不需要预先了解预设区域的底质分布情况，仅根据蓝、绿波段之间辐亮度的关系即可实现浅海珊瑚礁底质分类，求解简单且速度快。

技术领域

本发明涉及卫星遥感应用技术领域，具体而言，涉及一种基于双波段辐亮度的珊瑚礁底质分类方法，其基于双波段辐亮度的深度不变指数模型实现浅海珊瑚礁栖息地底质分类。

背景技术

沿海和浅水区人为活动的数量和规模已成为保护珊瑚礁生态系统的一个严重问题。为了保护珊瑚礁生态系统，需要对珊瑚礁区域进行可持续的区域规划。因此，珊瑚礁底质类型识别和栖息地测绘是实现生态系统管理的重要基础。与现场调查相比，遥感方法能够快速、廉价地识别珊瑚礁分布。

浅海珊瑚礁栖息地底质类型分布方法可以分为有监督分类和无监督分类。两者之间的区别在于：监督分类方法需要现场观察，例如训练数据，而无监督方法则不需要。目前，利用卫星图像数据识别珊瑚礁的研究主要集中在有监督的分类方法上，包括：最大似然、谱角映射器、纹理分析和决策树等。

由于部分底质类型之间的光谱特征相似，与目前的无监督分类方法相比，监督分类方法具有更好的准确性。但监督分类方法以了解各种底质类型的光谱数据特征为前提提出，对底质变化复杂的区域分类效果并不明显。因此，在没有先验知识来确定底质类型或底质类型解译不全的情况下，很难实现珊瑚礁底质的高精度分类。

发明内容

为了克服现有技术中需要先验知识才能实现珊瑚礁底质的高精度分类的问题，本发明提出了一种基于双波段辐亮度的珊瑚礁底质分类方法，该方法基于双波段辐亮度的深度不变指数模型实现，利用多光谱遥感影像蓝绿波段辐亮度之间的关系实现浅海珊瑚礁底质分类，不受水深变化的影响且不需要预先了解预设区域的底质分布情况。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于双波段辐亮度的深度不变指数模型的珊瑚礁底质分类方法，包括以下步骤：

S1、对预设区域遥感影像进行辐射定标处理，将影像像元亮度值转化为辐射亮度值；

S2、在空间上均匀选取若干个样本点，提取得到全部样本点的蓝、绿波段辐亮度值，并绘制样本点蓝、绿波段辐亮度值的散点图，对样本点的散点图进行线性拟合得到回归线公式L₂＝aL₁+b中的a和b的值，其中，a表示系数，b表示常数，L₁表示蓝波段辐亮度值，L₂表示绿波段辐亮度值；

S3、以回归线公式对应的直线作为临界点，对所有像元进行判定，判定方法为：蓝绿波段辐亮度值满足L₂-aL₁b的像元判定为珊瑚礁，蓝绿波段辐亮度值满足L₂-aL₁≤b的像元判定为珊瑚沙。

优选地，对于QuickBird和WorldView遥感图像，所述步骤S1中，影像辐射定标计算公式为：

其中，absCalFactor表示绝对定标因子，Δλ表示波段的有效宽度，两者均通过查询影像IMD文件得到，L为传感器的入瞳辐射亮度，DN为量化后的像元亮度值。

优选地，所述步骤S1中，对预设区域遥感影像进行辐射定标处理，将影像像元亮度值转化为辐射亮度值后，还包括对定标后遥感影像进行大气校正、水陆掩膜的预处理步骤。