一种水体信息的提取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于信息处理技术领域，提供了一种水体信息的提取方法及装置，包括：获取指定流域的数字高程模型DEM数据和遥感影像；基于所述遥感影像，提取所述指定流域的第一水体信息；基于所述DEM数据提取所述指定流域的河流信息，生成河流缓冲区；提取所述河流缓冲区的第二水体信息；合并所述第一水体信息和所述第二水体信息，得到最终的水体信息。本发明专利技术综合利用了DEM数据和遥感数据，将遥感数据作为主要数据，将DEM数据作为辅助数据，利用DEM数据来优化通过遥感数据提取的水体信息，从而提高了水体信息的提取精度。

【技术实现步骤摘要】
一种水体信息的提取方法及装置
本专利技术属于信息处理
，尤其涉及一种水体信息的提取方法及装置。
技术介绍
水体信息提取是水资源调查、水资源宏观监测、灾害预报以及湿地保护的重要手段，同时也是构建水文模型、进行水文模拟以及其他相关研究的前提，在水体信息提取中，数字高程模型（DigitalElevationModel，DEM）和卫星遥感数据是目前水体信息提取最常用的两种数据源。其中，基于DEM提取水体信息的方法目前对低洼和平坦地区的水体提取结果和效率还不完善，也无法提取平原地区的地上悬河，更为重要的一点是，基于DEM得到的水体信息为线数据，只能表示河流的长度和流向，缺少河流宽度、面积、周长等几何信息，而这部分信息恰恰是水资源调查、水灾害预报的重点。相对于基于DEM提取水体信息的方法，基于卫星遥感数据提取水体信息的方法所获取到的水体信息为面状信息，可反映出河流宽度、面积、周长等几何信息，但是，该方法一方面容易受到地形以及高大建筑物的遮蔽，在遥感图像上形成一定面积的阴影，这部分阴影在计算机提取时容易被误认为水体，导致水体的提取精度偏低；另一方面，该方法容易受到河道宽窄变化的影响以及水草、干枯河道、江心洲和桥梁等物体的干扰，线状水体多呈混合像元的形式，光谱特性复杂，提取的河流宽度偏窄且不连续，需要在后续处理过程中花费大量的人力来进行修改。综上所述，无论是基于DEM提取水体信息的方法还是基于卫星遥感数据提取水体信息的方法，其提取的水体信息在提取精度上均容易受影响，从而导致最终的基于水体信息的一系列研究分析结果不准确。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种水体信息的提取方法，旨在解决现有技术对水体信息的提取精度不高，导致最终的基于水体信息的一系列研究分析结果不准确的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种水体信息的提取方法，包括：获取指定流域的数字高程模型DEM数据和遥感影像；基于所述遥感影像，提取所述指定流域的第一水体信息；基于所述DEM数据提取所述指定流域的河流信息，生成河流缓冲区；提取所述河流缓冲区的第二水体信息；合并所述第一水体信息和所述第二水体信息，得到最终的水体信息。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种水体信息的提取装置，包括：获取单元，用于获取指定流域的数字高程模型DEM数据和遥感影像；第一提取单元，用于基于所述遥感影像，提取所述指定流域的第一水体信息；生成单元，用于基于所述DEM数据提取所述指定流域的河流信息，生成河流缓冲区；第二提取单元，用于提取所述河流缓冲区的第二水体信息；合并单元，用于合并所述第一水体信息和所述第二水体信息，得到最终的水体信息。本专利技术实施例综合利用了DEM数据和遥感数据，将遥感数据作为主要数据，将DEM数据作为辅助数据，利用DEM数据来优化通过遥感数据提取的水体信息，从而提高了水体信息的提取精度，有效保证了后续基于水体信息的一系列研究分析结果的准确性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的水体信息提取方法的实现流程图；图2是本专利技术实施例提供的水体信息提取方法S101中获取到的DEM数据的示意图；图3是本专利技术实施例提供的水体信息提取方法S102的具体实现流程图；图4是本专利技术实施例提供的水体信息提取方法遥感影像地形校正前后对比图；图5是本专利技术实施例提供的水体信息提取方法提取出的指定流域的第一水体信息的示意图；图6是本专利技术实施例提供的水体信息提取方法S104的具体实现流程图；图7是本专利技术实施例提供的水体信息提取方法最终的水体信息的提取结果示例图；图8是本专利技术实施例提供的水体信息提取装置的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例综合利用了DEM数据和遥感数据，将遥感数据作为主要数据，将DEM数据作为辅助数据，利用DEM数据来优化通过遥感数据提取的水体信息，从而提高了水体信息的提取精度，有效保证了后续基于水体信息的一系列研究分析结果的准确性。图1示出了本专利技术实施例提供的水体信息提取方法的实现流程，详述如下：在S101中，获取指定流域的DEM数据和遥感影像。在本实施例中，获取到的DEM数据和遥感影像均是关于需要进行水体信息提取的相关指定流域的。具体地，对于DEM数据，其可以通过以下任意一种方式采集得到：直接从地面测量、基于航空或航天影像通过摄影测量途径获取以及从现有地形图上采集。图2示出了S101中获取到的DEM数据的示意图，在图2所示的灰度图中，每个像素点的灰度值代表了该像素点对应位置的地面的海拔高度，灰度值越高，则表示该位置的高程越低。在图2所展示的研究区域中，最高海拔为1727米，最低海拔为58米。而对于遥感影像，其是指记录各种地物电磁波大小的胶片或相片，为了方便后续的计算机处理过程，输入的遥感影像必须是数字图像，若获取到的遥感影像是模拟图像，则必须用图像扫描仪等进行模数转换，并转存到一般数字计算机都可以读取的通用载体上。在S102中，基于所述遥感影像，提取所述指定流域的第一水体信息。如图3所示，基于遥感影像提取指定流域的第一水体信息的步骤具体为：在S301中，基于所述DEM数据对所述遥感影像进行地形校正，得到校正后的遥感影像。地形校正的目的主要是补偿由于不规则的地形起伏而造成的地物亮度的变化，具体地，可以基于对于任意波段影像的像素DN（DigitalNumber）值和该像素DN值对应的太阳入射角余弦值均遵循线性关系的假设，采用IDL编程语言构建C校正模型，以遥感影像和对应的DEM数据作为输入数据，同时输入遥感影像成像时的太阳高度角、太阳方位角以及地形核参数，对遥感影像进行地形校正。其中，DN值是遥感影像像元亮度值，记录的地物的灰度值，无单位，是一个整数值，值的大小与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等有关。在本实施例中，通过DEM对遥感影像进行地形校正，能够最大程度地减少遥感图像中的阴影在水体信息提取过程中所产生的干扰，提高水体信息提取的精确度。图4作为一个实现示例，左图示出了未经过地形校正的遥感影像，右图示出了经过了地形校正的遥感影像，可以看出，右图补偿了左图中因为不规则的地形地伏而造成的地物亮度变化。在S302中，对所述校正后的遥感影像进行多尺度分割，将所述校正后的遥感影像分割为N个影像对象，所述N为大于1的整数。在本实施例中，对经过了地形校正的遥感影像进行多尺度分割是为了在后续过程中更好地进行面向对象的遥感影像分析，而分割结果的好坏直接影响到后续面向对象的遥感影像分析的分析精度。面向对象的遥感影像分析是根据遥感影像的光谱、形状、纹理等特征，把具有相似特征的像素组成一个影像，从而根据这些相似特征对组成的影像进行分类的方法。相对于传统的基于像元的图像分类方法，面向对象的遥感影像分析所处理的不再是单个像元，而是影像分割后生成的影像对象。面向对象的遥感影像分析综合考虑了影像对象的光谱、纹理、几何特征以及对象之间的内存关系，在一定程度上可以得到更高的分类精度，并且分类结果也避免了斑点噪声的出现，具有很好的整体性。在本实施例中，具体地，以经过了地形校正后的遥感影像为基础建立eCognition工程文件，设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水体信息的提取方法，其特征在于，包括：获取指定流域的数字高程模型DEM数据和遥感影像；基于所述遥感影像，提取所述指定流域的第一水体信息；基于所述DEM数据提取所述指定流域的河流信息，生成河流缓冲区；提取所述河流缓冲区的第二水体信息；合并所述第一水体信息和所述第二水体信息，得到最终的水体信息；所述基于所述DEM数据提取所述指定流域的河流信息，生成河流缓冲区包括：步骤1：根据基于所述DEM数据提取的所述指定流域的河流信息，确定线状河流；步骤2：在所述线状河流的左右两侧分别建立河流缓冲区，生成河流宽度为4R的河流缓冲区，所述河流缓冲区的单侧河流缓冲区距离为2R，所述R为所述遥感影像的空间分辨率；步骤3：通过D＝2R设置河流缓冲区距离，所述D为所述河流缓冲区距离，所述R为所述遥感影像的分辨率。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述遥感影像，提取所述指定流域的第一水体信息包括：基于所述DEM数据对所述遥感影像进行地形校正，得到校正后的遥感影像；对所述校正后的遥感影像进行多尺度分割，将所述校正后的遥感影像分割为N个影像对象，所述N为大于1的整数；将修正的归一化差异水体指数大于第一预设阈值的所述影像对象确定为第一水体；在确定为所述第一水体的所述影像对象中提取第一水体信息。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述提取所述河流缓冲区的第二水体信息包括：在所有未确定为所述第一水体的所述影像对象中提取出位于所述河流缓冲区内的影像对象；将修正的归一化差异水体指数大于第二预设阈值的位于所述河流缓冲区内的影像对象确定为第二水体，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；在确定为所述第二水体的所述影像对象中提取第二水体信息。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述提取所述河流缓冲区的第二水体信息包括：在所有未确定为所述第一水体的所述影像对象中提取出位于所述河流缓冲区内的影像对象；将近红外波段反射率大于第三预设阈值的位于所述河流缓冲区内的影像对象确定为第二水体；在确定为所述第二水体的所述影像对象中提取第二水体信息。5.一种水体信息的提取装置，其特征在于，包括：获取单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁守真，陈劲松，陈工，张瑾，李洪忠，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：