基于遥感影像的陆表水体提取方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于遥感影像的陆表水体提取方法和装置。其中，该方法包括：根据获取的多光谱遥感影像数据，确定多光谱段的水体指数集；所述多光谱遥感影像数据中包含陆表水体；根据所述水体指数集确定初始分割阈值集，对所述初始分割阈值集进行调整得到最佳分割阈值集；采用所述最佳阈值集分别对所述多光谱遥感影像数据进行阈值分割，得到陆表水体提取结果集，并从所述陆表水体提取结果集中确定最佳陆表水体提取结果。能够有效的避免遥感影像数据效果不好时，识别误差大的问题，提高遥感影像中陆表水体提取的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于遥感影像的陆表水体提取方法和装置
本专利技术实施例涉及遥感影像识别技术，尤其涉及一种基于遥感影像的陆表水体提取方法和装置。
技术介绍
淡水资源与人类的生存和发展息息相关。目前适宜开发利用的淡水资源通常分布于地球的陆地表面。确定陆表水体的位置和面积是开展水资源评价、水质监测以及城乡规划、环境保护、自然资源调查等工作的基础。因此，准确高效地提取陆表水体的位置是当前研究的重要方向。目前，常用的基于遥感影像的陆表水体提取方法包括：单波段法、双波段法和多波段法。其中，单波段法一般采用蓝、绿、近红外等波段中的一个波段，设置波段反射率阈值，反射率小于该阈值的像元作为陆表水体。双波段法一般利用归一化水体指数、改进的归一化水体指数和归一化植被指数等双波段归一化指数方法提取水体。现有的多波段法主要是利用水体指数和自动提取水体指数的方法提取水体。然而，单波段法往往只针对特定类型的水体，无法大范围应用。双波段法虽然计算便捷，但是在提取水体时易受到低反射率的阴影区域影响，识别误差较大。现有的多波段法中的多波段指数大多基于多波段的简单组合，在双峰分布直方图效果不好时，较难确定提取阈值，因而提取精度较低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于遥感影像的陆表水体提取方法和装置，以提升遥感影像中陆表水体提取的准确性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于遥感影像的陆表水体提取方法，该方法包括：根据获取的多光谱遥感影像数据，确定多光谱段的水体指数集；所述多光谱遥感影像数据中包含陆表水体；根据所述水体指数集确定初始分割阈值集，对所述初始分割阈值集进行调整得到最佳分割阈值集；采用所述最佳阈值集分别对所述多光谱遥感影像数据进行阈值分割，得到陆表水体提取结果集，并从所述陆表水体提取结果集中确定最佳陆表水体提取结果。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于遥感影像的陆表水体提取装置，该装置包括：水体指数确定模块，用于根据获取的多光谱遥感影像数据，确定多光谱段的水体指数集；所述多光谱遥感影像数据中包含陆表水体；最佳阈值确定模块，用于根据所述水体指数集确定初始分割阈值集，对所述初始分割阈值集进行调整得到最佳分割阈值集；分割提取模块，用于采用所述最佳阈值集分别对所述多光谱遥感影像数据进行阈值分割，得到陆表水体提取结果集，并从所述陆表水体提取结果集中确定最佳陆表水体提取结果。本专利技术实施例的技术方案，通过确定遥感影像数据中多光谱段的水体指数集，由该水体指数集确定初始分割阈值集，对初始分割阈值集进行调整确定最佳分割阈值集，对遥感影像数据进行分割，从多个分割结果中选择最佳陆表水体提取结果。能够提高分割阈值的精确度，有效的避免遥感影像数据效果不好时，识别误差大的问题，进而提升遥感影像中陆表水体提取的准确性。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种基于遥感影像的陆表水体提取方法的流程图；图2是本专利技术实施例二提供的一种基于遥感影像的陆表水体提取方法的流程图；图3是本专利技术实施例三提供的一种基于遥感影像的陆表水体提取方法的流程图；图4A是本专利技术实施例三提供的经过筛选和校正后的多光谱遥感影像示意图；图4B是本专利技术实施例三提供的多光谱水体指数对应的双峰统计直方图；图4C-4G是本专利技术实施例三提供的根据水体指数集进行分割提取到的陆表水体提取结果示意图；图5是本专利技术实施例四提供的一种基于遥感影像的陆表水体提取装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种基于遥感影像的陆表水体提取方法的流程图，本实施例可适用于从包含有陆表水体的多光谱遥感影像数据中提取陆表水体区域的情况，该方法可以由本专利技术实施例提供的基于遥感影像的陆表水体提取装置来执行，该装置可采用硬件和/或软件的方式实现。如图1所示，具体包括如下步骤：S101，根据获取的多光谱遥感影像数据，确定多光谱段的水体指数集；所述多光谱遥感影像数据中包含陆表水体。其中，多光谱遥感影像数据可以是通过人造地球卫星、航空等平台上的遥测仪器对地球表面实施感应遥测和资源管理的监视得到的影像数据。由于本专利技术是基于遥感影像数据进行陆表水体提取的，所以本专利技术实施例中的多光谱遥感影像数据中包含陆表水体区域。可选的，陆表水体是液态水在陆地表层的标志性聚集体，除表现为大江大河、大型湖库之外，更大量地表现为支流河网、小型湖库等中小水体。水体指数集可以是由多种水体指数组成的集合，具体可以包括：多光谱水体指数(MultispectralWaterIndex，MuWI)、归一化水体指数(NormalizedWaterIndex，NDWI)、改进的归一化水体指数(ModifiedNormalizedWaterIndex，MNDWI)和自动提取水体指数(automatedwaterextractionindex，AWEI)中的至少两个。优选的，由于多光谱水体指数对于陆表水体提取效果最好，所以本专利技术实施例中的水体指数集中可以固定包含有多光谱水体指数，再从归一化水体指数、改进的归一化水体指数以及自动提取水体指数中选择至少一个。与现有技术只基于一个水体指数提取陆表水体区域相比，本专利技术实施例基于水体指数集提取的陆表水体区域准确性更高。可选的，本专利技术实施例中的多光谱遥感影像数据可以是通过访问提供下载遥感影像的网站(如中国资源卫星应用中心网站、国际数据服务平台等)，来获取要确定陆表水体地区的遥感影像数据，也可以采用其他方式获取，对此本实施例不进行限定。示例性的，在本专利技术实施例中，根据获取的多光谱遥感影像数据，确定多光谱段的水体指数集，可以是根据水体在遥感影像不同波段上的反射光谱特征，确定反映陆表水体似然性的水体指数集。具体的，可以通过每类水体指数的具体计算公式进行确定，还可以是将获取的多光谱遥感影像数据输入训练好的水体指确定练模型，来确定获取的多光谱遥感影像数据对应的多光谱段的水体指数集的每类水体指数的具体数值；也可以是预先安装水体指数计算软件，将获取的多光谱遥感影像数据上传至该水体指数计算软件，该软件就会自动计算给出对应的多光谱段的水体指数集的每类水体指数的具体数值。需要说明的是，针对水体指数集中的每一类水体指数，对多光谱遥感影像数据中的每一个数据点都可以确定一个具体的水体指数值。S102，根据水体指数集确定初始分割阈值集，对初始分割阈值集进行调整得到最佳分割阈值集。其中，初始分割阈值可以是根据水体指数集初步确定的对多光谱遥感影像进行分割的分割阈值。初始分割阈值集可以是水体指数集中的每类水体指数对应的各初始分割阈值的集合。最佳分割阈值可以是根据获取的遥感影像数据的实际情况，对初始分割阈值进行调整，确定的能够准确分割该遥感影像数据的分割阈值，使得调整后的最佳分割阈值能够最大程度的满足该遥感影像数据中的实际水体分布状况。最佳分割阈值集可以是对初始分割阈值集中的各初始分割阈值分别进行调整后得到的各最佳分割阈值的集合。可选的，在本专利技术实施例中，根据水体指数集确定初始分割阈值集的过程可以是：A、根据水体指数集确定每类水体指数的统计直方图。具体的，可以是对获取的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于遥感影像的陆表水体提取方法，其特征在于，包括：根据获取的多光谱遥感影像数据，确定多光谱段的水体指数集；所述多光谱遥感影像数据中包含陆表水体；根据所述水体指数集确定初始分割阈值集，对所述初始分割阈值集进行调整得到最佳分割阈值集；采用所述最佳阈值集分别对所述多光谱遥感影像数据进行阈值分割，得到陆表水体提取结果集，并从所述陆表水体提取结果集中确定最佳陆表水体提取结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于遥感影像的陆表水体提取方法，其特征在于，包括：根据获取的多光谱遥感影像数据，确定多光谱段的水体指数集；所述多光谱遥感影像数据中包含陆表水体；根据所述水体指数集确定初始分割阈值集，对所述初始分割阈值集进行调整得到最佳分割阈值集；采用所述最佳阈值集分别对所述多光谱遥感影像数据进行阈值分割，得到陆表水体提取结果集，并从所述陆表水体提取结果集中确定最佳陆表水体提取结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水体指数集包括：多光谱水体指数、归一化水体指数、改进的归一化水体指数和自动提取水体指数中的至少两个。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述初始分割阈值集进行调整得到最佳分割阈值集，包括：针对每一个初始分割阈值，采用等步长试错策略，确定候选分割阈值集；分别计算所述候选分割阈值集中各候选分割阈值对应的两个类的类间方差；选择类间方差最大的候选分割阈值作为最佳分割阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据获取的多光谱遥感影像数据，确定多光谱段的水体指数集之前，还包括：根据获取的多光谱遥感影像数据中的云量占比，对所述多光谱遥感影像数据进行筛选；对筛选后的多光谱遥感影像数据进行辐射校正和大气校正。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述陆表水体提取结果集中确定最佳陆表水体提取结果，包括：依据最佳似然水体指数判别规则，从所述陆表水体提取结果集中确定最佳陆表水体提取结果；其中，所述最佳似然水体指数判别规则包括：最优空间分辨率规则和最优水体总体分类精度规则...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子丰，刘俊国，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44