[发明专利]一种融合夜间灯光数据与Landsat8 OLI影像的城市建成区提取方法

权利要求书

1.一种融合NPP-VIIRS夜间灯光数据与Landsat8 OLI影像的城市建成区提取方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1)、获取城市的NPP-VIIRS夜间灯光数据和Landsat8 OLI数据，然后对NPP-VIIRS夜间灯光数据去除异常值、裁剪；

步骤2)、从Landsat8 OLI数据中提取NDVI和NDBI，其中NDVI为归一化植被指数，NDBI为归一化建筑指数；

步骤3)、采用改进的夜间灯光城市指数法VBANUI提取城市建成区，VBANUI的计算公式如下：

VBANUI＝(1-NDVI)·(1+NDBI)·NTL

其中，NTL为夜光遥感数据；

在完成指标VBANUI的计算后，基于VBANUI进行聚类，提取城市建成区。

2.根据权利要求1所述的一种融合NPP-VIIRS夜间灯光数据与Landsat8 OLI影像的城市建成区提取方法，其特征在于：步骤1中，所述的NPP-VIIRS夜间灯光数据异常处理是将NPP-VIIRS中亮度值小于0的异常像元赋值为0，并利用待提取区域行政区划矢量数据对处理后的NPP-VIIRS数据进行裁剪，将多余区域数据剔除。

3.根据权利要求1所述的一种融合NPP-VIIRS夜间灯光数据与Landsat8 OLI影像的城市建成区提取方法，其特征在于：步骤1中还包括对Landsat8 OLI数据进行处理，具体是：对Landsat8 OLI数据做辐射定标和大气校正，将覆盖待提取行政区域的多景影像进行镶嵌，并利用行政区划矢量数据对处理后的Landsat8 OLI数据进行裁剪，利用处理后的Landsat8OLI数据进一步提取NDVI和NDBI指标。

4.根据权利要求1所述的一种融合NPP-VIIRS夜间灯光数据与Landsat8 OLI影像的城市建成区提取方法，其特征在于：步骤2中，Landsat8 OLI数据提取NDVI与NDBI的公式如下：

其中，B5为Landsat8 OLI的第五波段，即近红外波段反射率；B4为Landsat8 OLI的第四波段，即红色波段反射率；B6为Landsat8 OLI的第六波段，即中红外波段反射率。

5.根据权利要求1所述的一种融合NPP-VIIRS夜间灯光数据与Landsat8 OLI影像的城市建成区提取方法，其特征在于：步骤3中利用K均值聚类方法基于VBANUI进行聚类，具体实现过程如下，

假设计算指标后的每个像元的VBANUI集合为D＝{D₁,D₂…D_m}，计算两个随机质心u₁和u₂，两者对应两个分类为C₁和C₂，其中，C₁是城市建成区的像元，C₂是非城市建成区的像元；对于每个像元，计算其到两个质心的距离，距离较近的质心的分类作为该像元的分类；

更新完分类后，计算每类中的均值向量，得到两个分类的新的质心；

如此反复更新分类C₁和C₂中的像元，计算两个分类的质心坐标，直到两个分类的质心坐标不再发生变化，此时的C₁和C₂就是分类好的城市建成区和非城市建成区。

6.根据权利要求1所述的一种融合NPP-VIIRS夜间灯光数据与Landsat8 OLI影像的城市建成区提取方法，其特征在于：NDVI取值为[-1，1]，NDVI0为植被覆盖区，其值越接近1，表示植被覆盖度越大，NDVI0为非植被覆盖区；NDBI取值范围也在[-1，1]之间，NDBI为正值时，表示城市用地区域，NDBI为负值时，为非城市用地区域。