基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法及装置、设备制造方法及图纸

本申请实施例涉及一种基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法及装置、设备。本申请实施例的基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法包括：获取待提取区域的哨兵2号光学遥感数据，将20米分辨率的短红外波段遥感数据降尺度为10米分辨率；获取改进的归一化差异水体指数MNDWI；获取归一化植被指数NDVI，根据所述年度合成的归一化植被指数NDVI获取年度合成的归一化植被指数；根据所述年度合成的归一化植被指数，从所述光学遥感数据中提取非植被；根据所述改进的归一化差异水体指数MNDWI，从所提取的非植被中去除水体，得到城镇和裸地提取结果。本申请实施例的基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法可以更为准确的从遥感图像中提取出城镇区域和裸地区域。

Method, device and equipment of town and bare land extraction based on sentinel remote sensing data

【技术实现步骤摘要】
基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法及装置、设备
本申请实施例涉及遥感测量
，特别是涉及一种基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法及装置。
技术介绍
裸地是指表层为土质，基本无植被覆盖的土地；或表层为岩石、石砾，其覆盖面积≥70％的土地。由于没有植被覆盖，裸地上自然环境条件恶劣，严重影响区域生态环境。城市裸地包括未利用的，城市施工工地以及施工后未及时处理的裸露土地等。城市裸土是地面扬尘的主要原因，PM2.5源解析表明，扬尘是大气颗粒物污染的重要来源之一；此外，裸地也不利于局部水土保持。近年来，随着经济社会发展，我国的城镇面积迅速扩张，不仅改变了地球表面覆盖与形态，而且直接影响着局部、区域乃至全球的气候、生物化学、水文过程。提取并研究城镇和裸地的空间分布及面积对于大气环境保护，城市景观美化以及土地可持续利用具有重要意义，但目前还没有一种比较准确的手段用于提取城镇和裸地。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法及装置、电子设备，可以更为准确的从遥感图像中提取出城镇区域和裸地区域。第一方面，本申请实施例提供了一种基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法，包括步骤：获取待提取区域的哨兵2号光学遥感数据，将20米分辨率的短红外波段遥感数据降尺度为10米分辨率；根据所述哨兵2号光学遥感数据中的绿色波段数据和降尺度后的短红外波段遥感数据，获取改进的归一化差异水体指数MNDWI；根据所述哨兵2号光学遥感数据中的近红外波段数据和的红光波段遥感数据，获取归一化植被指数NDVI，根据所述年度合成的归一化植被指数NDVI获取年度合成的归一化植被指数；根据所述年度合成的归一化植被指数，从所述光学遥感数据中提取非植被；根据所述改进的归一化差异水体指数MNDWI，从所述光学遥感数据中提取水体，并利用所提取的水体作为掩膜，从所提取的非植被中去除水体，得到城镇和裸地提取结果。可选的，根据所述年度合成的归一化植被指数，从所述光学遥感数据中提取非植被，包括：利用中值滤波对所述归一化植被指数NDVI进行去噪；采用中值滤波对所述归一化植被指数NDVI，参考实测值、先验知识训练阈值Ttrue和Tfalse，采用主动轮廓法对非植被进行分割，公式如下：其中，veg为植被，non-veg为非植被，Ttrue和Tfalse为设定阈值。可选的，根据所述改进的归一化差异水体指数MNDWI，从所述光学遥感数据中提取水体，包括：采用阈值法，从所述光学遥感数据中提取所述改进的归一化差异水体指数MNDWI大于设定阈值的水体。可选的，得到城镇和裸地提取结果后，还包括：获取所提取的城镇和裸地的像素大小；从所提取的城镇和裸地的像素中，去除像素小于设定阈值的城镇和裸地。可选的，将20米分辨率的短红外波段遥感数据降尺度为10米分辨率，包括：使用cubicresampling方法对20米分辨率的短红外波段遥感数据进行重采样，获取10米分辨率的短红外波段遥感数据。第二方面，本申请实施例提供了一种基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取装置，包括：第一降尺度模块，用于获取哨兵2号光学遥感数据，将20米分辨率的短红外波段遥感数据降尺度为10米分辨率；归一化差异水体指数获取模块，用于根据所述哨兵2号光学遥感数据中的绿色波段数据和降尺度后的短红外波段遥感数据，计算改进的归一化差异水体指数MNDWI；归一化植被指数获取模块，用于根据所述哨兵2号光学遥感数据中的近红外波段数据和的红光波段遥感数据，获取归一化植被指数NDVI，根据所述年度合成的归一化植被指数NDVI获取年度合成的归一化植被指数；第一提取模块，用于根据所述年度合成的归一化植被指数，从所述光学遥感数据中提取非植被；第二提取模块，用于根据所述改进的归一化差异水体指数MNDWI，从所述光学遥感数据中提取水体，并利用所提取的水体作为掩膜，从所提取的非植被中去除水体，得到城镇和裸地提取结果。可选的，所述第一提取模块包括：去噪单元，用于利用中值滤波对所述归一化植被指数NDVI进行去噪；分割单元，用于采用中值滤波对所述归一化植被指数NDVI，参考实测值、先验知识训练阈值Ttrue和Tfalse，采用主动轮廓法对非植被进行分割，公式如下：其中，veg为植被，non-veg为非植被，Ttrue和Tfalse为设定阈值。可选的，所述第二提取模块包括：提取单元，用于采用阈值法，从所述光学遥感数据中提取所述改进的归一化差异水体指数MNDWI大于设定阈值的水体。可选的，还包括：像素大小获取单元，用于获取所提取的城镇和裸地的像素大小；像素去除单元，用于从所提取的城镇和裸地的像素中，去除像素小于设定阈值的城镇和裸地。第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器；所述存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本申请实施例第一方面所述的基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法。在本申请实施例中，由于城镇和裸地具有较为相似的光谱特征，在遥感图像中植被呈高亮色，而水体呈暗色，城镇和裸地介于二者之间，同植被、水体具有显著差异，可以一起进行识别，基于改进的归一化差异水体指数MNDWI和归一化植被指数NDVI，从哨兵2号光学遥感数据中去除水体和非植被，可以比较准确的得到城镇和裸地提取结果。为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图说明图1为在一个示例性实施例中示出的本申请实施例基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法流程图；图2为在一个示例性实施例中示出的本申请实施例基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取装置结构示意图；图3为在一个示例性实施例中示出的本申请实施例电子设备结构示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。...

【技术保护点】
1.一种基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取待提取区域的哨兵2号光学遥感数据，将20米分辨率的短红外波段遥感数据降尺度为10米分辨率；/n根据所述哨兵2号光学遥感数据中的绿色波段数据和降尺度后的短红外波段遥感数据，获取改进的归一化差异水体指数MNDWI；/n根据所述哨兵2号光学遥感数据中的近红外波段数据和的红光波段遥感数据，获取归一化植被指数NDVI，根据所述年度合成的归一化植被指数NDVI获取年度合成的归一化植被指数；/n根据所述年度合成的归一化植被指数，从所述光学遥感数据中提取非植被；/n根据所述改进的归一化差异水体指数MNDWI，从所述光学遥感数据中提取水体，并利用所提取的水体作为掩膜，从所提取的非植被中去除水体，得到城镇和裸地提取结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待提取区域的哨兵2号光学遥感数据，将20米分辨率的短红外波段遥感数据降尺度为10米分辨率；
根据所述哨兵2号光学遥感数据中的绿色波段数据和降尺度后的短红外波段遥感数据，获取改进的归一化差异水体指数MNDWI；
根据所述哨兵2号光学遥感数据中的近红外波段数据和的红光波段遥感数据，获取归一化植被指数NDVI，根据所述年度合成的归一化植被指数NDVI获取年度合成的归一化植被指数；
根据所述年度合成的归一化植被指数，从所述光学遥感数据中提取非植被；
根据所述改进的归一化差异水体指数MNDWI，从所述光学遥感数据中提取水体，并利用所提取的水体作为掩膜，从所提取的非植被中去除水体，得到城镇和裸地提取结果。


2.根据权利要求1所述的基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法，其特征在于，根据所述年度合成的归一化植被指数，从所述光学遥感数据中提取非植被，包括：
利用中值滤波对所述归一化植被指数NDVI进行去噪；
采用中值滤波对所述归一化植被指数NDVI，参考实测值、先验知识训练阈值Ttrue和Tfalse，采用主动轮廓法对非植被进行分割，公式如下：



其中，veg为植被，non-veg为非植被，Ttrue和Tfalse为设定阈值。


3.根据权利要求1所述的基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法，其特征在于，根据所述改进的归一化差异水体指数MNDWI，从所述光学遥感数据中提取水体，包括：
采用阈值法，从所述光学遥感数据中提取所述改进的归一化差异水体指数MNDWI大于设定阈值的水体。


4.根据权利要求1所述的基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法，其特征在于，得到城镇和裸地提取结果后，还包括：
获取所提取的城镇和裸地的像素大小；
从所提取的城镇和裸地的像素中，去除像素小于设定阈值的城镇和裸地。


5.根据权利要求1所述的基于哨兵遥感数据的城镇和裸地提取方法，其特征在于，将20米分辨率的短红外波段遥感数据降尺度为10米分辨率，包括：
使用cubicresampling方法对20米分辨率的短红外波段遥感数据进行重采样，获取10米分辨率的短红外波段遥感数据。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：姜浩，郑琼，李丹，
申请(专利权)人：广州地理研究所，南方海洋科学与工程广东省实验室广州，
类型：发明
国别省市：广东;44