[发明专利]一种全自动的区域不透水面遥感信息精确提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及遥感影像处理技术及遥感影像信息提取方法，具体地说，涉及从中分辨率遥感影像中自动、精确地提取多尺度的区域不透水面(建设用地)信息的实现方法，以及不透水面覆盖率样本库的建立，本发明可适用于土地管理、城市规划、生态环境等有关行业提供相应的信息支撑。

背景技术

伴随着人类改造自然的进程加快，大量人工地物的开发相对地减少了植被、土壤等自然地表覆被面，由水泥混凝土等材料构成的各类型建筑、道路及相关设施等人工覆盖会阻止水(和空气)渗透到地表下层面，称之为不透水面或非渗透表面(Impervious Surface Area，ISA)；单位地表面积内的不透水面面积所占的百分比，定义为不透水面覆盖率(Impervious Surfaces Percentage，ISP)。不透水面是区域土地利用变化中最为活跃和重要的类型，对于区域水文系统(径流与非点源污染)及城市气候环境(城市热岛)等生态问题均具有明显的环境效应；此外急速扩张的地表不透水面面积直接反映了建成区扩张情况，对于土地管理与城市建设部门把握土地利用状况意义重大。因此能够满足区域性不透水面遥感信息提取的实用化方法将能极大地弥补我国同发达国家在此方面的技术差距，提升相关部门遥感应用的实用化水平，对于相关业务应用具有重要实用意义与推广价值。相应的不透水面应用研究参考文献包括Slonecker E.T.Remote sensing of impervious surface：a review Remote Sensing Reviews，Remote Sensing of Environment，2001；Bauer M.E.，Impervious surface mapping and change monitoring using Landsat remote sensing.ASPRS annual conference proceedings，2004；George X.，.Updating the 2001 National Land Cover Database Impervious Surface Products to 2006 using Landsat Imagery Change Detection Methods.Remote Sensing of Environment，2010.等。

目前对于利用遥感影像提取不透水面的方法，主要可以分为影像“像元级”的不透水面覆盖范围(impervious surface area，ISA)分类与“亚像元级”的不透水面覆盖率ISP(impervious surface percentage，ISP)计算两个层次。其中ISA分类为在遥感影像上计算出不透水面分布的面积，主要利用监督/非监督的影像分类方法得到；ISP计算为分解出每个像元对于地表范围内包含的不透水面积的定量信息，主要方法是混合像元分解与机器回归模型两大类。相应的不透水面遥感信息提取方法参考文献包括：Yang L.M.An approach for mapping large-area impervious surfaces-synergistic use of Landsat-7 ETM+ and high spatial resolution imagery.Canadian Journal of Remote Sensing，2003；Wu C.Normalized spectral mixture analysis for monitoring urban composition using ETM+imagery.Remote Sensing of Environment.2004；EschT.，Large-area assessment of impervious surface based on integrated analysis of single-date Landsat-7 images and geospatial vector data.Remote Sensing of Environment.2009等。

在区域不透水面遥感信息提取算法方面，目前可见专利/文献中各基础性的研究较多，但尚缺乏关于方法自动化与精细化的关键技术研究。

发明内容

本发明的目标是提供一种不透水面精确提取的自动化实现方法，针对区域不透水面信息ISA划分与ISP计算两个关键的技术环节给出了全新的技术框架，并同时构建了不同尺度的不透水面遥感信息提取之间的层次对应关系。