【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及影像处理，是一种针对早期landsat影像的全球地表水体范围快速回溯方法。
技术介绍
1、现有的技术应用的前提是影像质量良好，影像像素没有几何移位或严重噪声的影响，因此无法解决存在严重几何畸变或存在较大几何位移的影像。对于早期仅有4个波段的影像，去云算法的精度也无法满足实际的需求。现有的技术更多聚焦在局部的应用，往往采用高质量的遥感影像，舍弃掉了大部分的质量不能满足条件的影像，与此同时也舍弃掉了对于早期水体提取的许多有用的信息。
2、地表水提取的常规过程：
3、影像预处理：首先，对landsat mss影像进行预处理，包括大气校正、辐射定标、几何校正等，这些预处理步骤旨在消除影像中的大气干扰和辐射效应，使数据更准确和可靠。预处理后满足质量要求的影像放在tier 1集合。
4、归一化水体指数是一种常用的比值指数，可以有效提取水体信息。水体通常具有较高的反射率，而植被和其他地物则较低。因此，通过计算ndwi并设定合适的阈值，可以将高于阈值的像元分类为水体。
5、阈值分类：根据计算得到的ndwi图像，设置适当的阈值，将高于阈值的像元标记为水体，低于阈值的像元标记为非水体。这样可以得到一个二值图像，其中水体部分为白色(像素值为1)，非水体部分为黑色(像素值为0)。
6、其中，阈值的选择可以人工选取，也可以通过一种图像二值化方法大津阈值法(otsu)得到。
7、上述方法针对的是质量良好的影像。
8、而对于质量不好的影像，小范围的数据处理，更多
9、而其他更加复杂的算法，例如专家系统技术和深度学习方法，则需要复杂的算法设计和大量的模型训练。
技术实现思路
1、本专利技术为针对存在诸多问题的早期landsat mss影像，即严重的几何位置偏移和大量的数据噪声，生成年尺度地表水体范围数据。早期landsat mss影像具有像素分辨率低、几何错位、辐射饱和、严重的影像噪声等问题，无法通过人工目视判别实现全球范围的快速提取，本专利技术提供一种快速回溯方法。
2、需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
3、本专利技术提供了一种针对早期landsat影像的全球地表水体范围快速回溯方法，本专利技术提供了以下技术方案：
4、一种针对早期landsat影像的全球地表水体范围快速回溯方法，所述方法包括以下步骤：
5、步骤1：收集影像数据，建立全球每年的landsat mss的影像集合；
6、步骤2：统计目标年份总观测次数n；
7、步骤3：确定质量控制波段像素数据，统计有效数据观测次数m；
8、步骤4：确定归一化水平指数，对水体频率进行统计，得到水体像素和非水体像素；
9、步骤5：根据水体像素和非水体像素，进行年度逐像素分类，并进行中值滤波去噪，得到年度水体的分类图像。
10、优选地，将全球所有1980年landsat影像进行逐像素统计，得到全球覆盖的1980年观测次数图像n，得到1980年观测次数小于a次的像素，归为无数据像素，对，a表示观测次数阈值，用于区分无数据像素。
11、优选地，对于观测次数不小于a的情况，依据landsat sr产品中自带的qa_pixel波段中的信息，将填充像素以及云像素标记为无效观测，其他则标记为有效观测，生成有效观测次数图像m，得到1980年有效观测次数小于b次的像素，归为无数据像素，b为有效观测次数阈值，用于区分无数据像素。
12、优选地，对于有效观测次数不小于b的像素，利用landsat mss波段b4和b7计算并将阈值d作为水体和非水体的分类，得到水体频率统计图像k。
13、优选地，当k＝0，即所有的观测均分类为陆地，则该像素归为非水体像素；
14、当k不小于频率阈值c，则认为该像素为水体；
15、当k小于c，则认为该像素为未知像素，进而得到年度逐像素的分类图像w。
16、优选地，年度逐像素分图像w进行中值滤波去噪处理，得到最终的年度水体分类图像。
17、优选地，a,b,c,d的取值分别为5，3，0.4，0.2。
18、一种针对早期landsat影像的全球地表水体范围快速回溯系统，所述系统包括：
19、数据收集模块，所述数据收集模块收集影像数据，建立全球每年的landsat mss的影像集合；
20、统计模块，所述统计模块统计目标年份总观测次数n，确定质量控制波段像素数据，统计有效数据观测次数m；确定归一化水平指数，对水体频率进行统计，得到水体像素和非水体像素；
21、分类处理模块，所述分类处理模块根据水体像素和非水体像素，进行年度逐像素分类，并进行中值滤波去噪，得到年度水体的分类图像。
22、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现一种针对早期landsat影像的全球地表水体范围快速回溯方法。
23、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种针对早期landsat影像的全球地表水体范围快速回溯方法。
24、本专利技术具有以下有益效果：
25、本专利技术是大数据支撑下的早期低质量遥感影像的地表水范围信息快速提取方法。不仅适用于landsat卫星，同样适用于部分波段数较少的国产光学卫星，且几何校正、辐射校正精度不高的影像。本专利技术无需复杂的数据预处理，能够处理具有云层干扰、几何畸变、位移和较多噪声影响的影像，适用于大范围少波段的光学遥感影像。
26、本专利技术中值滤波去噪处理：通过对二值化水体图像计算像素周围邻域像素的中值来平滑图像，从而消除掉水体中被错分的异常像素。
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1.一种针对早期Landsat影像的全球地表水体范围快速回溯方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是：
8.一种针对早期Landsat影像的全球地表水体范围快速回溯系统，其特征是：所述系统包括：
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-7的方法。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征是：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7的方法。
【技术特征摘要】
1.一种针对早期landsat影像的全球地表水体范围快速回溯方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是：
7.根据权利要求6所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李欢，刘志欣，焦春奇，
申请(专利权)人：黑龙江迅锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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