[发明专利]一种基于遥感的平原河网区圩堤洪涝溃决信息快速提取方法和系统

说明书

本发明提供一种基于遥感的平原河网区圩堤洪涝溃决信息快速提取方法和系统，其中方法包括获取多时相遥感影像数据和根据提取结果生成专题图，还包括以下步骤：提取并分析溃决水体，并生成溃决水体文件；根据原始影像，进行边缘检测，提取圩堤，生成变化边缘文件；将所述溃决水体文件和所述变化边缘文件进行叠加验证，计算参数。

技术领域

本发明涉及水力学模拟的技术领域，特别是一种基于遥感的平原河网区圩堤洪涝溃决信息快速提取方法和系统。

背景技术

现在世界上洪涝灾害发生越来越最频繁，每年发生的洪涝灾害都会对各国的国民经济和人民经济财产安全带来严重威胁。由于洪水灾害的突发性、发生时间和范围的不确定性，使得洪水灾害防治有很大的难度。

对于洪水的重要防治手段之一是在洪水灾害多发的江河两岸地区构筑圩堤，来减轻洪水对河道两岸土地的威胁。在洪水发生时，常常会因洪水的强度过大而导致圩堤发生溃决，从而使洪水淹没圩堤内的土地，对人民的经济财产安全形成威胁。目前，对于用遥感的方法监测洪水灾害有大量的研究，但因圩堤空间分布的随机性、离散性较强，分布范围较广，专门针对圩堤的大范围遥感监测和提取较为困难，因此尚未有比较系统的方法来监测和提取洪水溃决后的圩堤信息。

2008年5月的中国图象图形学学会.第十四届全国图象图形学学术会议论文集发表了魏飞鸣,李小文,顾行发,余涛,孙源的《基于形状参数的遥感图像“同谱异物”目标区分》，该文章针对遥感图像通过像元灰度值的高低差异(反映地物的波谱特性)和空间变化(反映地物的空间分布)来表示不同属性的地物目标及其分布情况。在遥感图像分类中，同谱异物和同物异谱现象是影响分类精度的主要原因之一。为了抑制它们的影像、提高分类精度，本文阐述了基于对象知识的遥感影像分类思路，就是利用了高分辨率遥感影像除了光谱特征外，还具有分布特征，及形状特征，拓扑特征和纹理特征等。在分类时，增加地物的形状特征将提高图像的分类精度，并在一定程度上解决了“同谱异物”的问题。该文章运用面向对象的方法来处理高分辨率的遥感影像，通过利用对象的不同特征进行分割从而提取出特定的研究对象。在该文章中提出的形状特征中，用来表述形状特征的参数较多，使用较为繁琐，且最为重要的形状指数定义为当图形为正方形时指数为1，在对图形定义是否规则的应用上不够灵活。

2015年12月29日万方数据公开了王艳的论文《基于多源数据的洪灾区域快速提取方法研究》，本文针对HJ1和landssat8的数据特点，研究适用于这两种传感器的云和阴影去除方法，并进一步研究多源遥感影像上洪灾区域快速提取方法。该方法所选取的遥感数据为光学影像，且运用了较大的篇幅来讨论光学影像特有的云层和阴影的去除。由于洪涝灾害发生地区通常伴有较厚的云层和降雨，运用光学影像不能够完全消除云层和阴影的方法。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提出的一种基于遥感的平原河网区圩堤洪涝溃决信息快速提取方法和系统，本发明通过对遥感影像的水体提取、边缘检测等方法，将洪涝灾害中发生溃坝的圩堤提取出来。通过对洪涝淹没水体的形状参数分析，从大范围洪涝淹没水体中提取出规则的溃坝淹没水体即溃决水体。通过对溃决水体周边一定范围内的原始影像分别进行边缘检测并叠加分析，提取出随时相变化的圩堤边缘即变化边缘。由所得到的溃决水体文件和变化边缘文件进行叠加验证，并计算出溃口长度、溃口位置等参数。

本发明的第一目的是提供一种基于遥感的平原河网区圩堤洪涝溃决信息快速提取方法，包括获取多时相遥感影像数据和根据提取结果生成专题图，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤1：提取并分析溃决水体，并生成溃决水体文件；

步骤2：根据原始影像进行边缘检测，提取圩堤，生成变化边缘文件；

步骤3：将所述溃决水体文件和所述变化边缘文件进行叠加验证，计算参数。

优选的是，所述获取多时相遥感影像数据包括选择灾害发生前后时间差最小的微波遥感影像分别作为灾前影像和灾后影像。