一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法技术

本说明公开了一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法，包括如下步骤：首先赋值灰度值提取模糊海岸线；其次对于目标区域内的遥感图像平滑处理和噪音去除，提取边缘信息；再者进行主成分变换和主成分逆变换进行音像融合，通过两者进行直接对比获取模糊边界线；最后进行相关性统计剔除相关性弱的数据优化模糊边界获得港口填海范围变化规律，并通过空间关联关系进行验证；基于灰度赋值和主成分变换，通过对波段的组合优化和相关系数的优化，逐步对模糊边界进行准确的实时优化确定，从而准确的识别其边界，确定实际的填海范围的变化。

A method of monitoring port reclamation by remote sensing interpretation and analysis technology

This paper discloses a method of monitoring port reclamation using remote sensing interpretation and analysis technology, including the following steps: first assigning gray value to extract fuzzy coastline; secondly, extracting edge information from remote sensing image smoothing and noise removal in target area, and then conducting principal component transformation and principal component inverse transformation. The fuzzy boundary line is obtained through the direct contrast of the two. Finally, the correlation statistics can be used to optimize the fuzzy boundary of the port to obtain the change law of the port reclamation range, and verify it through the spatial correlation. Based on the gray assignment and the principal component change, the combination optimization and phase of the band are obtained. The optimization of the relationship number, and the accurate real-time optimization of the fuzzy boundary is carried out to identify the boundary accurately and determine the actual extent of reclamation.

【技术实现步骤摘要】
一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法
本说明涉及遥感识别
，具体为一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法。
技术介绍
随着沿海用地需求的不断增长，特别是对于港口来说，土地储备已远远不能满足发展需求了，为了解决紧张的土地需求，除了提高土地资源集约利用水平外，围海造陆已经成为解决土地资源紧缺的主要途径了。而随着实践的证明，科学合理的围海造陆能够尽可能减少对海域自然属性的影响，但是大规模的围海造陆仍然会带来一系列的生态问题，因此，对于围海造陆工程就必须要进行必要的监测和管控。在对围海造陆的监控中，采用遥感图像则是必不可少的一种或缺的有效途径，利用烟感技术，能够对围填信息进行快速的提取，在一定程度上能够解决围填实地调查难的问题，能够及时掌握围填的变化过程以及存在的问题。而遥感解析分析技术是利用遥感技术检测港口填海的主要技术之一，在现有技术中，如申请号201610847344.5公布的一种基于面向对象影像分析的港口围填海监测的方法，根据数据的特点和港口围填海的特点，图像提取准确，处理效率高。但是在实际的应用，还存在的以下几个方面的缺陷：(1)虽然目前也有一些围海造田的遥感提取方法，但是缺乏围海造田用于的遥感分类体系，特别的是对于现有的遥感图像提取来说，其提取方式方法比较复杂，对于不同的卫星影像、不同的海域环境、不同类型的围海造田目标提取规则不同、精度不同，无法在使用的过程中进行统一化的处理和对比，使得数据利用率不高，准确性降低；(2)在遥感监测中，由于需要数据的实时更新或者定期更新，因此相对于传统的遥感识别来说，它的数据处理量是非常巨大的，采用直接识别的方法，遥感数据处理效率底下，不能满足数据处理的需求，而在直接识别的过程中，还会由于干扰信息的存在使得识别准确率不高，而单一因素的使用如几何信息或者光谱信息来检测，导致信息利用不充分，而且还会检测结果的可靠性。
技术实现思路
为了克服现有技术方案的不足,本说明提供一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法，能有效的解决
技术介绍
提出的问题。本说明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法，包括如下步骤：S100、赋值灰度值划分海岸线，在原始遥感图像上进行灰度处理，并进行赋值，根据灰度值的分布提取模糊海岸线；S200、图像平滑和噪音去除，根据模糊海岸线限定的范围，在原始遥感图像上对模糊海岸线所在区域进行平滑处理并去除干扰噪音，提取精确边缘信息；S300、提取动态的模糊海岸边界线，将经过平滑和去噪的图像进行主成分变换，并依据主成分逆变换进行音像融合，再通过高通滤波获取多光谱影像的低频部分和全色图像的高频部分，通过两者进行直接对比获取模糊边界线；S400、相关系数验证提取精细动态边界，在模糊边界的基础上，进行相关性统计剔除相关性弱的数据优化模糊边界获得港口填海范围变化规律。作为本说明一种优选的技术方案，在步骤S100中，对不同灰度的遥感图像进行不同的赋值，且将遥感图像上水域的灰度值赋值为0，将陆地上灰度值最大的部分赋值为10。作为本说明一种优选的技术方案，在步骤S100中，通过灰度赋值提取海岸线的具体步骤如下所示：S101、首先对原始遥感图像进行统一的灰度处理，并且将不同灰度值的区域进行划分，将划分开的区域对灰度值计算方差，获得灰度的分布均匀程度；S102、检验步骤S101中的灰度值方差，并且选择确定方差对比值，将小于方差对比值的灰度值认定为水域，将大于方差对比值的灰度值认定为陆域；S103、通过上述步骤认定的水域和陆域之间存在明显的界线，并且将该界线通过插值的方法恢复成连续的边界线，即为模糊海岸线。作为本说明一种优选的技术方案，在经过灰度赋值提取模糊海岸线之后，对遥感图像进行几何精纠正，具体的操作步骤为：首先将分波段卫生遥感影像按照近红外、红、绿三个波段的组合顺序进行标准影像合成，然后将标准影像合成影像对照1:10万比例尺地形图进行校正，直至前后两期遥感影像上同特征地物的平面位置偏移小于0.5个像素单元。作为本说明一种优选的技术方案，在步骤S200中，图像平滑的方法为均值平滑、中值滤波或者高斯模糊滤波中的任意一种，所述中值滤波或者高斯模糊滤波均采用归一化比值法，基于蓝光波段的NDWI模型的具体计算公式如下所示：NDWI＝(Green-NIR)/(Green+NIR)，其中Green代表绿光波段影像，NIR代表近红外波段影像，NDWI代表波段组合。作为本说明一种优选的技术方案，在步骤S300中，所述主成分变换是正交线性变换，其逆变换的音像融合算法为：MLTijk＝(XSijkxPNij)1/2，其中MLTijk为融合影像像元值，XSijk为多光谱像元值，PNij为全色像元值；其高通滤波的算法为：HPFijk＝XSijkxFPij，其中HPFijk为融合影像像元值，XSijk为多光谱像元值，FPij为全色高频分量。作为本说明一种优选的技术方案，在提取模糊海岸边界线之后，对影像波段的组合进行优化，优化的具体步骤如下所示：首先，设定最佳指数因子其中Si为第i个波段的标准差，Rij为第i，j两个波段的相关系数；其次，设定最佳指数因子的界定阈值，并且将计算获得的最佳指数因子与界定阈值进行比较，舍弃小于或等于界定阈值的影像波段，保留大于界定阈值的影像波段。作为本说明一种优选的技术方案，所述最佳指数因子的界定阈值设定为15。作为本说明一种优选的技术方案，在步骤S400中，设定获得模糊边界的遥感影像为X、Y，则影像X、Y的相关系数的计算公式为：设定相关系数其中SDx、SDy分别为X、Y影像的标准差，BVx(i，j)、BVy(i，j)分别为X、Y影像的像元亮度值，为X、Y影像的平均值；设定融合影像偏差度其中M、N分别为影像的行、列数，BVfusi(i，j)、BVori(i，j)分别为融合影像和融合前原始影像的像元亮度值。作为本说明一种优选的技术方案，还包括步骤S500、空间关联关系的验证，其具体的操作方法为：基于步骤S100和步骤S200，通过灰度赋值和图像处理得到模糊海岸线上的空间关联关系，并且通过该空间关系对步骤S400中识别出的港口填海进行空间关联关系的验证。与现有技术相比，本说明的有益效果是：本专利技术首先通过对原始遥感图像进行灰度处理，划分水域和陆域，确定港口填海所在的大概位置，在通过对该位置进行遥感解析，而基于主成分变换，将遥感图像直接切换成相关数据的计算，通过对波段的组合优化和相关系数的优化，逐步对模糊边界进行准确的实时优化确定，从而准确的识别其边界，确定实际的填海范围的变化，进一步地，针对性的根据遥感解析技术的进行优化，提高识别检测的精度，也能够通过空间关联关系进行验证，提高实时监测的准确率。附图说明图1为本专利技术的流程示意图。具体实施方式下面将结合本说明实施例中的附图，对本说明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明保护的范围。如图1所示，本说明提供了一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法，包括如下步骤：步骤S100、赋值灰度值划分海岸线，在原始遥感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法，其特征在于，包括如下步骤：S100、赋值灰度值划分海岸线，在原始遥感图像上进行灰度处理，并进行赋值，根据灰度值的分布提取模糊海岸线；S200、图像平滑和噪音去除，根据模糊海岸线限定的范围，在原始遥感图像上对模糊海岸线所在区域进行平滑处理，并去除干扰噪音，提取精确边缘信息；S300、提取动态的模糊海岸边界线，将经过平滑和去噪的图像进行主成分变换，并依据主成分逆变换进行音像融合，再通过高通滤波获取多光谱影像的低频部分和全色图像的高频部分，通过两者进行直接对比获取模糊边界线；S400、相关系数验证提取精细动态边界，在模糊边界的基础上，进行相关性统计剔除相关性弱的数据优化模糊边界获得港口填海范围变化规律。

【技术特征摘要】
1.一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法，其特征在于，包括如下步骤：S100、赋值灰度值划分海岸线，在原始遥感图像上进行灰度处理，并进行赋值，根据灰度值的分布提取模糊海岸线；S200、图像平滑和噪音去除，根据模糊海岸线限定的范围，在原始遥感图像上对模糊海岸线所在区域进行平滑处理，并去除干扰噪音，提取精确边缘信息；S300、提取动态的模糊海岸边界线，将经过平滑和去噪的图像进行主成分变换，并依据主成分逆变换进行音像融合，再通过高通滤波获取多光谱影像的低频部分和全色图像的高频部分，通过两者进行直接对比获取模糊边界线；S400、相关系数验证提取精细动态边界，在模糊边界的基础上，进行相关性统计剔除相关性弱的数据优化模糊边界获得港口填海范围变化规律。2.根据权利要求1所述的一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法，其特征在于，在步骤S100中，对不同灰度的遥感图像进行不同的赋值，且将遥感图像上水域的灰度值赋值为0，将陆地上灰度值最大的部分赋值为10。3.根据权利要求1所述的一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法，其特征在于，在步骤S100中，通过灰度赋值提取海岸线的具体步骤如下所示：S101、首先对原始遥感图像进行统一的灰度处理，并且将不同灰度值的区域进行划分，将划分开的区域对灰度值计算方差，获得灰度的分布均匀程度；S102、检验步骤S101中的灰度值方差，并且选择确定方差对比值，将小于方差对比值的灰度值认定为水域，将大于方差对比值的灰度值认定为陆域；S103、通过上述步骤认定的水域和陆域之间存在明显的界线，并且将该界线通过插值的方法恢复成连续的边界线，即为模糊海岸线。4.根据权利要求1所述的一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法，其特征在于，在经过灰度赋值提取模糊海岸线之后，对遥感图像进行几何精纠正，具体的操作步骤为：首先将分波段卫生遥感影像按照近红外、红、绿三个波段的组合顺序进行标准影像合成，然后将标准影像合成影像对照1:10万比例尺地形图进行校正，直至前后两期遥感影像上同特征地物的平面位置偏移小于0.5个像素单元。5.根据权利要求1所述的一种利用遥感解译分析技术监测港口填海的方法，其特征在于，在步骤S200中，图像平滑的方法为均值平滑、中值滤波或者高斯模糊滤波中的任意一种，...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐越，董敏，聂向军，房卓，姚海元，沈忱，
申请(专利权)人：交通运输部规划研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11