[发明专利]提取河流干涸断流区域及频率的方法、装置、介质和设备

说明书

本发明公开了一种提取河流干涸断流区域及频率的方法、装置、介质和设备，属于遥感技术领域。本发明的提取河流干涸断流区域及频率的方法可以适用于长时间范围、大空间区域内的高效河流干涸断流信息获取。本发明利用逆归一化水体指数以及遥感影像最大值合成法，克服了传统方法需要对每景影像单独提取河流范围的繁琐步骤。此外，本发明通过对同一像素位置上统计可用影像总数和判定为非水体的影像数目，快速得到出现干涸断流的频率，提高了河流干涸断流区域及频率的效率。本发明建立的河流干涸断流区域及频率提取方法，对于反映区域河流水资源储备以及周期性变化，以及研究区域生态环境承载力都具有重要作用。

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，特别是指一种提取河流干涸断流区域及频率的方法、装置、介质和设备。

背景技术

水资源对于促进可持续发展至关重要，支撑着人类生活，维持生态系统平衡，并对确保经济发展起到不可替代的作用。地表水作为一种地表覆盖类型，是水资源的重要指标，在气候调节、生物地球化学循环和地表能量平衡等诸多方面发挥着重要作用。当前，由于气候变化、水资源的不合理利用、大规模矿山开采，大量河段出现干涸断流，严重破坏了水系连通性，影响生态环境健康。因此，河流干涸断流的及时监测发现对维护自然环境健康和经济可持续发展至关重要。

利用卫星遥感开展地表水研究始于1970年，随后出现了大量的相关研究。2000年前后，伴随着遥感卫星的快速发展，提出了几种有效的地表水覆盖指数，如归一化差分水体指数(Normalized Difference Water Index，NDWI)和修正的归一化差分水体指数(Modified NDWI，MNDWI)，已经广泛应用于地表水资源分布和变化研究。然而，当前利用光学遥感卫星提取河流干涸断流多采用目视解译的方法，耗时费力，容易受到主观因素干扰，无法适用于大区域；此外，现有技术往往只能针对单一时刻的影像进行处理，得到对应时刻的河流干涸断流情况，无法发现某个时期内(比如年度、夏季或者冬季)河流干涸断流出现的区域和程度/频率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种提取河流干涸断流区域及频率的方法、装置、介质和设备，可以高效提取长时间范围、大空间区域内的河流干涸断流区域以及断流频率，为河流评估、管理、保障及修复提供技术支撑。

本发明提供技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种提取河流干涸断流区域及频率的方法，所述方法包括：

S1：获取指定时间范围内，目标区域的光学遥感影像集合；

S2：对所述光学遥感影像集合中的每景遥感影像进行预处理，得到多景预处理影像；

S3：对每景预处理影像，计算该景预处理影像每个像素的iNDWI值，并将所述iNDWI值作为新的波段加入该景预处理影像对应的遥感影像中，得到多景iNDWI影像；

iNDWI＝(P_NIR-P_Green)/(P_NIR+P_Green)

其中，P_NIR和P_Green分别为所述预处理影像中近红外波段和绿波段的反射率；

S4：在同一空间像素位置，取所有iNDWI影像中iNDWI值最大的像素，得到该空间像素位置的最大iNDWI像素，将所有空间像素位置的最大iNDWI像素按照空间位置进行镶嵌合成，得到一幅最大合成iNDWI影像；

S5：设定iNDWI阈值，提取所述最大合成iNDWI影像中所有高于iNDWI阈值的像素，得到河流干涸断流区域；

S6：使用所述河流干涸断流区域裁剪每景iNDWI影像，得到第一影像集合，并将所述第一影像集合合成为一幅带有单一波段的有效监测次数影像；