一种城市不透水面覆盖度的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种城市不透水面覆盖度的计算方法，包括：输入一幅经过几何精校正和辐射校正的Landsat5

【技术实现步骤摘要】
一种城市不透水面覆盖度的计算方法


[0001]本专利技术涉及遥感卫星图像处理
，特别是指一种面向陆地卫星的城市不透水面覆盖度计算方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]城市不透水面是指城市中由各种不透水建筑材料所覆盖的表面。不透水面不仅可以作为城市化程度的指标，也是衡量环境质量的重要指标，对研究和改善城市人居环境具有重要意义。利用Landsat陆地卫星提取城市不透水面信息并分析其空间扩张过程，可为城市管理、城市规划和生态环境研究提供科学依据，为城市科学发展提供数据支持，对生态城市建设具有重要现实意义。目前，尚未有更简单、精确和高效的自动提取城市不透水面覆盖度的计算方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：解决上述现有技术问题的不足，提出一种计算精确、简单易行、稳定可靠、运算高效的基于Landsat陆地卫星的城市不透水面覆盖度计算方法及其实现装置。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的的技术方案是：一种城市不透水面覆盖度的计算方法，其特征在于，包括以下几个S：S1：输入至少一幅经过几何校正和辐射校正的Landsat5
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TM遥感影像，得到TM1
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TM7共七个波段。
[0005]S2：利用Landsat5
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TM遥感影像的TM1、TM2、TM3和TM4四个波段进行主成分分析，得到四个组分，取其第一组分为不透水因子F1，利用Landsat5
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TM遥感影像的TM2、TM4、TM5和TM7四个波段进行主成分分析，得到四个组分，取其第一组分为不透水因子F2，取其第二组分为不透水因子F3；S3: 对S2中计算得到的不透水因子F1和不透水因子F3暗像元求反转换为亮像元，不透水因子F1和不透水因子F3分别求反后得到新的不透水因子IF1和不透水因子IF3；S4：对S2
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S3中不透水因子IF1、F2和IF3灰度图像，分别对其灰度值做0～255 灰度级的线性拉伸，分别得到新的不透水因子不透水因子SF1、SF2和SF3；S5：对S4中不透水因子SF1、SF2和SF3三者利用浮点型运算分别相乘，得到不透水因子F；S6: 对S5中的不透水因子F，进行归一化处理得到归一化的不透水因子NF，即不透水覆盖度；作为本专利技术的一种优选方案，遥感影像选取四级产品，其全部七个波段重采样至30米空间分辨率。
[0006]作为本专利技术的一种优选方案，求反方法是将暗像元乘以
“‑
1”后转换为亮像元。
[0007]作为本专利技术的一种优选方案，归一化处理的计算公式为：NF=(F
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Fmin) / (Fmax
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Fmin)，式中，NF—归一化不透水因子，即不透水覆盖度， Fmin—不透水因子F对应图像的最小值，Fmax—不透水因子F对应图像的最大值。
[0008]一种城市不透水面覆盖度计算方法的实现装置，包括以下几个模块：（1）获取影像模块，用于输入经过几何精校正和辐射校正的Landsat5
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TM遥感影像；（2）主成分分析模块，用于从遥感影像的七个波段中分别选择1234和2457波段组合进行主成分分析，分别输出四个组分；（3）亮暗像元转换模块，用于从四个组分中确定所反映不透水面信息的不透水因子，并将所述的暗像元转换为亮像元；（4）线性拉伸模块，用于将3个不透水因子分别对其灰度值做0～255 灰度级的线性拉伸；（5）乘法运算模块，用于将线性拉伸后的3个不透水因子进行乘法运算；（6）归一化处理模块，用于将乘法运算的结果进行归一化处理，获得不透水面覆盖度。
[0009]从上面可以看出，本专利技术提供的一种城市不透水面覆盖度计算方法，是一种基于Landsat陆地卫星提取城市不透水面信息并分析其空间扩张过程的遥感计算方法，仅需要基于遥感影像本身即可实现对城市不透水面信息的检测提取并分析其空间扩张过程，具有算法简单易行、稳定可靠、运算高效和计算精确等技术优点。
附图说明
[0010]图1为本专利技术实施例中的城市不透水面覆盖度计算方法流程图；图2为本专利技术实施例中的不透水因子F1灰度图像；图3为本专利技术实施例中的不透水因子F2灰度图像；图4为本专利技术实施例中的不透水因子F3灰度图像；图5为本专利技术实施例中求反后的不透水因子IF1灰度图像；图6为本专利技术实施例中求反后的不透水因子IF3灰度图像；图7为本专利技术实施例中的城市不透水面覆盖度灰度图像；图8为本专利技术实施例中的城市不透水面覆盖度计算方法的实现装置结构示意图。
具体实施方式
[0011]以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，但这些具体实施方案不以任何方式限制本专利技术的保护范围。
[0012]实施例1参考图1，为本专利技术实施例的地表比辐射率计算方法的流程图。
[0013]S1，输入一幅经过几何精校正和辐射校正的Landsat5
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TM遥感影像。
[0014]进一步的，Landsat5
‑
TM遥感影像选取四级产品，其全部七个波段重采样至30米空间分辨率，其对应的第一至第七波段分别为TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM6、TM7。
[0015]陆地卫星（LANDSAT）系列卫星由美国航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）共同管理。自1972年起，LANDSAT系列卫星陆续发射，是美国用于探测地球资源与环境的系
列地球观测卫星系统。LANDSAT系列卫星装备有专题制图仪（TM）或增强型专题制图仪(ETM+），被动感应地表反射的太阳辐射和散发的热辐射。
[0016]具体的，本专利技术实施例选用2009年9月6日长沙地区Level 4（四级产品）经过几何精校正和辐射校正的Landsat5
‑
TM遥感影像（四级产品），切割出一部分区域作为本专利技术实施例的输入数据。
[0017]S2，主成分分析。
[0018]利用Landsat5
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TM遥感影像的TM1、TM2、TM3和TM4四个波段进行主成分分析，得到四个组分分别为组分1（PC1）、组分2（PC2）、组分3（PC3）、组分4（PC4），取其第一组分PC1为不透水因子F1。
[0019]利用Landsat5
‑
TM遥感影像的TM2、TM4、TM5和TM7四个波段进行主成分分析，得到四个组分分别为组分1（PC1）、组分2（PC2）、组分3（PC3）、组分4（PC4），取其第一组分PC1为不透水因子F2，取其第而组分PC2为不透水因子F3。
[0020]具体的，如图2、3、4所示，分别为本专利技术实施例中的陆地卫星计算得到遥感因子F1、F2和F3。
[0021]S3，亮暗像元转换。
[0022]对S2中计算得到的不透水因子F1和不透水因子F3由于其反映不透水信息的像元均为暗像元，需要乘以
“‑
1”将其求反转换为亮像元，不透水因子F1和不透水因子F3分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市不透水面覆盖度的计算方法，其特征在于，包括以下几个S：S1：输入一幅经过几何校正和辐射校正的Landsat5
‑
TM遥感影像，得到TM1至TM7共七个波段；S2：利用Landsat5
‑
TM遥感影像的TM1、TM2、TM3和TM4四个波段进行主成分分析，输出四个组分，取其第一组分为不透水因子F1，利用Landsat5
‑
TM遥感影像的TM2、TM4、TM5和TM7四个波段进行主成分分析，输出四个组分，取其第一组分为不透水因子F2，取其第二组分为不透水因子F3；S3: 对S2中计算得到的不透水因子F1和不透水因子F3中的暗像元反转换为亮像元，不透水因子F1和不透水因子F3分别求反后得到新的不透水因子IF1和不透水因子IF3；S4：对S2
‑
S3中不透水因子IF1、F2和IF3灰度图像，分别对其灰度值做0～255 灰度级的线性拉伸，得到新的不透水因子SF1、SF2和SF3；S5：对S4中不透水因子SF1、SF2和SF3三者利用浮点型运算分别相乘，得到不透水因子F；S6: 对S5中的不透水因子F，进行归一化处理得到归一化的不透水因子NF，即不透水覆盖度。2.根据权利要求1所述一种城市不透水面覆盖度的计算方法，其特征在于，所述S1中的遥感影像选取四级产品，其全部七个波段重采样至30米空...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘龙英，刘丰宁，彭光雄，张丽玫，潘雪华，张扬远，潘勇，刘尧，单文法，张建东，王华，文先鸿，
申请(专利权)人：湖南工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：