一种DMSP/OLS年稳定夜光遥感影像去饱和校正方法技术

本发明专利技术提出一种DMSP/OLS年稳定夜光遥感影像去饱和校正方法，利用MNDWI指数和NDBIn指数对研究区域内的DMSP/OLS影像夜光强度值进行去饱和校正。NDBI指数可以较好的反映城市核心区域的细节信息，与NTL存在正相关性。利用MNDWI指数可以较好的反映城市核心区域的水体，可以有效抑制NTL饱和区域中水体区域的NTL值。并且这两种指数随季节性变化并不明显，非常稳定。本发明专利技术缓和了DMSP/OLS夜光遥感影像的饱和效应，体现了夜光饱和区的灯光差异和城市结构，在基于DMSP/OLS影像的夜光遥感应用领域里具有一定的实用价值和应用前景。

A DESATURATION CORRECTION METHOD FOR DMSP/OLS YEAR STABLE LATE LIGHT REMOTE SENSING IMAGE

The invention provides a method for desaturation correction of DMSP/OLS year-stable night-light remote sensing image, and uses MNDWI index and NDBIn index to desaturate the night-light intensity value of DMSP/OLS image in the study area. NDBI index can better reflect the details of urban core areas, and has a positive correlation with NTL. The MNDWI index can better reflect the water body in the urban core area, and can effectively suppress the NTL value of the water body in the NTL saturated area. And these two indices do not change obviously with season, they are very stable. The invention mitigates the saturation effect of DMSP/OLS night light remote sensing image, reflects the difference of lighting in night light saturation area and urban structure, and has certain practical value and application prospect in the application field of night light remote sensing based on DMSP/OLS image.

【技术实现步骤摘要】
一种DMSP/OLS年稳定夜光遥感影像去饱和校正方法
本专利技术属于遥感图像处理
，涉及一种DMSP/OLS年稳定夜光遥感影像去饱和校正方法。
技术介绍
夜间灯光(Nighttimelight,NTL)与人类活动密切相关，照明设施的密度和强度一定程度上可以反映该区域的人类活动强度和经济繁荣程度[1]。夜光遥感影像可以反映夜间城镇灯光,还可以捕捉到森林火灾、天然气燃烧、夜间渔船的发光等[2],被广泛地应用于社会经济参数估算[3,4]、人口分析[5]、区域发展研究[6]、城市空间分布格局研究[7]、能源消耗[8]、渔业监测[9]、重大事件评估[10]等诸多研究领域。DMSP/OLS影像是夜光遥感的主要数据源之一，它具有免费获取、可以探测低强度灯光、经过了消云和背景噪音处理等优点[11]，并且具有目前为止最长的时间序列影像(1992-2013)。但是DMSP/OLS影像数据在城市的核心区域，存在灯光过饱和的问题。这一不足会影响该数据的应用，特别是在利用该数据进行经济、人口等相关参数的定量性分析时，会降低结果的精度。针对DMSP/OLS数据饱和问题，Letu等[8]通过电力消耗数据对DMSP/OLS进行了去饱和校正。Zhang等[12]利用归一化植被指数(NDVI)来校正饱和NTL，提出了一种植被修正的灯光城市指数。但是在城市发展较快的地区NDVI值的变化不足以反映饱和区NTL的变化，并且NDVI本身也具有易饱和的缺点，还会受到气候环境的影像，不够稳定。Wang[13]等采用相对NDVI指数(RNDVI)，倪愿等[14]结合NDVI与改进的归一化水体指数(MNDWI)校正饱和数据，也都会受NDVI易饱和且不稳定因素的影响。Zhuo等[14]利用了增强型植被指数(enhancedvegetationindex,EVI)代替NDVI，提出一种EVI修正的灯光城市指数(EVIAdjustedNTLUrbanIndex，EANTLI)。但是在NTL饱和区域，当EVI指数趋近0时，过度校正了NTL。相关参考文献如下：[1]LiX,ElvidgeCD,ZhouY,etal.Remotesensingofnight-timelight[J].Internationjournalofremotesensing,2017,38(21):5855-5859.[2]李德仁，李熙.论夜光遥感数据挖掘[J].测绘学报,2015,44(6):591-601.[3]徐康宁,陈丰龙,刘修岩.中国经济增长的真实性:基于全球夜间灯光数据的检验[J].经济研究,2015(9):17-29.[4]LiX,XuHM,ChenXL,etal.PotentialofNPP-VIIRSNighttimeLightImageryforModelingtheRegionalEconomyofChina[J].RemoteSensing,2013,5(6):3057-3081.[5]SunW,ZhangX,WangNandCenY.EstimatingpopulationDensityUsingDMSP-OLSNight-TimeImageryandLandCoverData[J].IEEEJournalofselectedtopicsinappliedearthobservationsandremotesensing,2017,10(6):2674–2684.[6]YangY,HeCY,ZhangQF,etal.TimelyandAccurateNational-scaleMappingofUrbanLandinChinaUsingDefenseMeteorologicalSatelliteProgram’sOperationalLinescanSystemNighttimeStableLightData[J].JournalofAppliedRemoteSensing,2013,7(1):73-86.[7]ElvidgeCD,BaughKE,KihnEA,etal.MappingCityLightswithNighttimeDatafromtheDMSPOperationalLinescanSystem[J].PhotogrammetricEngineeringandRemoteSensing,1997,63(6):727-734.[8]LetuH,HaraM,YAGIH,etal.EstimatingtheenergyconsumptionwithnighttimecitylightfromtheDMSP/OLSimagery[J].JointUrbanRemoteSensingEvent,2009(1-3),31(16):1364-1370.[9]ZhangX,SaitohS-IandHirawakeT.PredictingpotentialfishingzonesofJapanesecommonsquid(Todarodespacificus)usingremotelysensedimagesincoastalwatersofsouth-westernHokkaido,Japan.Internationaljournalofremotesensing,2017,38:6129-6146[10]CaoC,ShaoX,UpretyS.DetectingLightOutagesAfterSevereStormsUsingtheS-NPP/VIIRSDay/NightBandRadiances[J].IEEEGeoscience&RemoteSensingLetters,2013,10(6):1582-1586.[11]王鹤饶，郑新奇，袁涛.DMSP/OLS数据应用研究综述[J].地理科学进展,2012,10(1):11-18.[12]ZhangQL,SchaafC,SetoKC.TheVegetationadjustedNTLUrbanIndex:Anewapproachtoreducesaturationandincreasevariationinnighttimeluminosity[J].RemoteSensingofEnvironment,2013,129:32-41.[13]WANGZ,YAOF,LIW,etal.SaturationcorrectionfornighttimelightsdatabasedontherelativeNDVI[J].RemoteSensing,2017,9(7):759.[14]倪愿,周小成,江威.结合Landsat数据的DMSP/OLS夜间灯光影像去饱和方法研究[J].遥感技术与应用,2017,32(4):721-727.[15]ZHUOL,ZHENGJ,ZHANGX,etal.Animprovedmethodofnight-timelightsaturationreductionbasedonEVI[J].InternationalJournalofRemoteSensing,2015,36(16):4114-4130.
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种DMSP/OLS年稳定夜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DMSP/OLS年稳定夜光遥感影像去饱和校正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a，选择与DMSP/OLS夜光遥感影像同一年内并且能覆盖整个研究区域的Landsat影像；步骤b，将Landsat影像进行坐标变换，转换为WGS84坐标系；步骤c，结合研究区域的边界矢量数据对Landsat影像进行镶嵌和裁剪得到研究区域的Landsat影像；步骤d，对DMSP/OLS年稳定夜光遥感影像进行坐标变换使其与Landsat影像的坐标系一致；步骤e，利用研究区域的边界矢量数据对将步骤d得到的DMSP/OLS影像进行裁剪得到研究区域内的DMSP/OLS夜光遥感影像；步骤f，将步骤c得到的研究区域landsat影像作为基准影像对DMSP/OLS影像进行配准；步骤g，从步骤c中得到的Landsat影像中提取研究区域的MNDWI指数和NDBI指数；步骤h，将NDBI指数进行归一化处理，得到取值范围为[0,1]区间的NDBIn指数；步骤i，利用MNDWI指数和NDBIn指数对研究区域内的DMSP/OLS影像夜光强度值进行去饱和校正。

【技术特征摘要】
1.一种DMSP/OLS年稳定夜光遥感影像去饱和校正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a，选择与DMSP/OLS夜光遥感影像同一年内并且能覆盖整个研究区域的Landsat影像；步骤b，将Landsat影像进行坐标变换，转换为WGS84坐标系；步骤c，结合研究区域的边界矢量数据对Landsat影像进行镶嵌和裁剪得到研究区域的Landsat影像；步骤d，对DMSP/OLS年稳定夜光遥感影像进行坐标变换使其与Landsat影像的坐标系一致；步骤e，利用研究区域的边界矢量数据对将步骤d得到的DMSP/OLS影像进行裁剪得到研究区域内的DMSP/OLS夜光遥感影像；步骤f，将步骤c得到的研究区域landsat影像作为基准影像对DMSP/OLS影像进行配准；步骤g，从步骤c中得到的Landsat影像中提取研究区域的MNDWI指数和NDBI指数；步骤h，将NDBI指数进行归一化处理，得到取值范围为[0,1]区间的NDBIn指数；步骤i，利用MNDWI指数和NDBIn指数对研究区域内的DMSP/OLS影像夜光强度值进行去饱和校正。2.如权利要求1所述的一种DMSP/OLS年稳定夜光遥感影像去饱和校正方法，其特征在于：所述步骤a的Landsat影像选择具体方法为：根据DMSP/OLS年稳定夜光遥感影像的年份选择Landsat陆地系列卫星影像中同一年份的TM影像或者ETM+影像或者OLI影像；当研究区域较小，一景Landsat影像可以完全覆盖时，选择在此年份内覆盖整个研究区域并且受云、雪等天气影响最小的一景Landsat影像；当研究区域较大，一景Landsat影像无法完全覆盖时，选择在此年份内受云、雪等天气影响最小的，获取时间接近的多景Landsat影像，使其组合可以覆盖整个研究区域。3.如权利要求2所述的一种DMSP/OLS年稳定夜光遥感影像去饱和校正方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毓乾，黄承鹏，钱宽，李小龙，谭永滨，程朋根，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：江西,36