[发明专利]一种灌溉水体提取方法

说明书

本发明公开了一种灌溉水体提取的方法，包括以下步骤：(1)根据灌溉时间和地理位置要求选择遥感影像数据；(2)计算水体敏感光谱指数，获得其空间分布；(3)对水体敏感光谱指数的空间信息进行空间自相关分析；(4)计算全局莫兰指数(Moran’s I)，根据I值的取值范围判断研究区域是否出现聚集或异常值；(5)若出现聚集或异常值，则计算局部Moran’s I指数；(6)计算Getis‑Ord Gi指数，获得水体空间聚集分布；(7)利用合理的遥感影像通过地物分类，获得研究区的种植结构，进而最终获得灌溉水体面积或不同作物种类的灌溉水体面积。

技术领域

本发明涉及水资源优化、遥感图像处理技术和空间数据处理等领域，特别是指一种高效、准确获取水体面积监测方法。

背景技术

根据FAO报告，到2050年全球人口将达到97亿，到2080年将达到108亿，在人口因素的推动下，粮食需求预计将大大增加。世界上大约三分之一的农田中度或高度退化，特别是旱地地区，为了提高农业产量，灌溉是一种有效的措施之一。随着社会经济的发展，农业用水和工业城市用水之间的矛盾不断加剧，人们逐渐认识到灌溉在土地管理方面的重要性，以及对区域和全球气候的影响，并引起了科学界的注意。

灌溉面积的监测最重要的是地面水体的提取。目前区域水体的提取方法主要是利用水体敏感指数，通过设定阈值获得区域的水体面积，但是利用水体指数提取地表水体面临着两个主要的问题：第一是使用不同的水体指数所获得的地表水体，其结果不一致，不可靠；第二是阈值不固定，可能随着环境和地点的不同而变化。因此，如何提高地表水体的提取精度，是目前研究的热点之一。

综上，为解决上述问题，本发明提出了一种灌溉水体提取方法。

发明内容

本发明提出一种灌溉水体提取方法，能够较好地解决阈值确定困难和由于选取水体敏感指数不同，导致获取水体差异性较大的问题，进一步提高监测灌溉面积精度，对耕地合理配制水量和高效用水具有一定的指导意义。包括以下步骤：

本发明实现发明目的采用如下技术方案：

一种灌溉水体提取方法，利用多时相多源遥感影像作为数据源，计算出水体敏感指数，例如常见的归一化水分差异指数(NDWI)、改进的归一化水体指数(MNDWI)以及自动提取指数(AWEI)等，但不限于所列举的以上水体敏感指数，计算出水体敏感光谱指数的空间分布之后，再利用空间自相关分析法对采用水体敏感指数获取的空间分布进行处理，根据Getis-Ord Gi指数中的z得分和p值大小提取水体聚集空间分布，解决了阈值确定困难和由于选取水体敏感指数不同，而导致提取水体差异性较大的问题，能够进一步提高灌溉面积提取精度。

一种灌溉水体提取方法，步骤为：

步骤1，根据灌溉时间和地理位置要求选择遥感影像数据；

步骤2，计算水体敏感光谱指数，获得其空间分布；

步骤3，对水体敏感光谱指数的空间信息进行空间自相关分析；

步骤4，计算全局莫兰指数(Moran’s I)，根据I值的取值范围判断研究区域是否出现聚集或异常值；

步骤5，若出现聚集或异常值，则计算局部Moran’s I指数；

步骤6，计算Getis-Ord G_i指数，获得水体空间聚集分布；

步骤7，利用合理的遥感影像通过地物分类，获得研究区的种植结构，进而最终获得灌溉水体面积或不同作物种类的灌溉水体面积；

进一步地，所述步骤1包括：

步骤8，原始影像应用前需要进行预处理，其预处理环节包括几何校正、辐射校正和大气校正等3个环节，可根据下载遥感影像的类型和级别，进行选择性地预处理；