【技术实现步骤摘要】
一种基于多尺度区域生长的地表线状水体的提取算法
本专利技术涉及一种基于多尺度区域生长的地表线状水体的提取算法，属于遥感地学应用
技术介绍
地表河流是地球生命的重要组成部分，是人类生存和发展的基础。人类及其社会生态系统的发生发展与河流相互依存，密不可分。随着人口增长和气候变化，地表河流从表面形态特征到内部固有生态颗粒都发生变化。准确提取河流是认识河流，对河流进行有效管理的必要前提，河流分布图能为洪涝灾害的监测评估、洪水预报、水污染监测和地理信息数据库更新提供重要信息。卫星遥感的主要特点是探测能力强，使得能够相对容易并以较低的成本捕获大面积的地表信息。Sentinel-2MSI作为Landsat系列后续卫星，其空间分辨率、光谱分辨率及信噪比都有较大提高。Sentinel-2MSI拥有10-30m的空间分辨率和较短的回访周期，为快速监测地表河流提供了最佳数据集。河流系统通常由不同尺度的河流组成，河流宽度从10m到几千米不等，各河流体系相互连通、交错。发展一种基于多尺度区域生长的线状河流提取算法，能够高效准确地通过...
【技术保护点】
1.一种基于多尺度区域生长的地表线状水体的提取算法，包括以下步骤：/n第一步、准备多光谱卫星影像，并进行大气校正，消除大气散射和吸收的影响，并利用目标区域矢量文件对影像进行掩膜操作，裁剪感兴趣区；/n第二步、利用影像的绿光波段和近红外波段进行归一化水体指数运算，得到NDWI图像，突出目标区线状水体信息；/n第三步、根据光谱偏差修正模糊C均值聚类算法对所述NDWI图像进行聚类运算，进一步增强线性河流灰度值，得到BCFCM图像；/n第四步、设定与河流宽度相关的N个像元尺度σ为卷积尺度，利用Hessian矩阵的Frangi滤波算法对BCFCM图像进行滤波处理，得到河流响应图L和方...
【技术特征摘要】
1.一种基于多尺度区域生长的地表线状水体的提取算法，包括以下步骤：
第一步、准备多光谱卫星影像，并进行大气校正，消除大气散射和吸收的影响，并利用目标区域矢量文件对影像进行掩膜操作，裁剪感兴趣区；
第二步、利用影像的绿光波段和近红外波段进行归一化水体指数运算，得到NDWI图像，突出目标区线状水体信息；
第三步、根据光谱偏差修正模糊C均值聚类算法对所述NDWI图像进行聚类运算，进一步增强线性河流灰度值，得到BCFCM图像；
第四步、设定与河流宽度相关的N个像元尺度σ为卷积尺度，利用Hessian矩阵的Frangi滤波算法对BCFCM图像进行滤波处理，得到河流响应图L和方向图D，其中，河流响应图L由N个图层叠置而成，每个图层对应一个尺度σ，尺度σ从大到小依次排列；
第五步、选取河流响应图L中的亮度值前1％的点作为最大尺度的初始种子点，并在对应图层中目视选取若干种子点；
第六步、建立区域生长原则，对种子点进行生长，其收敛条件为：对于种子点q，若其同一尺度的八邻域像元p同时满足下述两式，则像元p被判定为水体像元：
式中，D(p)、D(q)分别为像元p、q处的方向信息，从方向图D直接获得，L(p)为像元p的河流响应，从河流响应图L中直接获得，η是水体区域生长的关键阈值，其取值为0.8；
第七步、将生长出的水体像元作为下一个尺度的种子点，并利用第六步的生长原则继续生长，不断重复本步骤，直到最后一个尺度的水体像元生长完毕；
第八步、创建10*10的滑动窗口，窗口中亮度值最大的像元q为确定的水体像元，其亮度值为I(q)，从BCFCM图像中直接获得，若I(q)≥M，则像元q为大尺度亮线性水体，否则为小尺度微弱水体，M的为BCFCM图像灰度直方图的前20％像元值；
对于窗口内的像元p，若满足下述下式，则像元p被判定为待定的...
【专利技术属性】
技术研发人员：金松，刘永学，孙超，刘永超，陆婉芸，李慧婷，许文轩，赵冰雪，吴伟，董雁伫，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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