[发明专利]一种近岸陆上水体的识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及遥感目标识别领域，特别是涉及一种近岸陆上水体的识别方法。

背景技术

近岸区域是陆地与海洋的结合部与过渡地带，这里的环境和生态系统受到来自陆地和海洋双重作用的影响。它们对于大范围内各种自然过程变化所引起的波动和人类活动的影响十分敏感，生态系统相当脆弱。随着海洋经济的迅猛发展以及海岸带开发力度的进一步增大，近岸区域的生态环境正不断遭到破坏，并呈逐渐加剧的趋势。近岸陆上的水体包括库塘、湖泊以及河流等，它们是近海岸带生态系统的重要组成部分，同时也是人类赖以生存和进行近海资源开发的基础。因此，及时获取近岸陆上的水体分布，实时监测近岸陆上水体信息的变化对近海岸带区域的生态环境保护以及近海岸带资源开发具有重大意义。

遥感是指不接触物体本身，用间接的手段来获取目标状态信息的方法，因其具有大面积同步数据获取、实时动态监测的独特优势，正逐渐成为环境监测的重要手段，因此，可利用遥感技术提取近岸陆上的水体信息。一般而言，从遥感影像中获取水体信息可以分为两个步骤进行，第一步是从遥感图像中提取水体，将水体与非水体分离；第二步是通过遍历水体信息得到每一个水体对象的形状特征，如周长、面积、形状指数等，然后根据这些形状特征对水体对象进行识别。然而，在近岸区域内，除库塘、以及湖泊等内陆水体外，还存在着海洋水体，而近海岸陆上地区往往都有入海河流存在，如果采用上述的一般方法会不可避免的将这些入海河流归入海洋中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能识别近岸陆上水体、且能提高近岸陆上水体的识别效率的近岸陆上水体识别方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该近岸陆上水体的识别方法，其特征在于：包括如下步骤

步骤一、利用水体在遥感图像中的光谱特征，将水体信息和非水体信息在获得的遥感图像中进行区分，将获得的遥感图像形成水体——非水体二值图像；

步骤二、在经过步骤一得到的水体——非水体二值图像基础上，获取水体对象的面积信息，设置水体对象的面积阈值为S1，将面积小于S1的水体对象去除；

步骤三、采用图像退化技术对所述步骤二中的获得的结果进行处理，将海洋信息用特定的数值进行标记，而其他水体用不同于海洋的数值进行标记，实现入海河流与海洋水体的分离；

步骤四、在所述步骤三的基础上，利用图像恢复技术对近海岸陆地上的水体信息进行恢复；

步骤五、计算经步骤四恢复处理的二值图像中水体对象的面积、周长、面积周长比、主轴长度、长宽比这些性状特征，构建水体分类决策树，以决策树分类方法对水体信息进行分类，识别具体的水体类型。

作为改进，所述步骤五中，构建水体分类决策树的构建规则为：

(1)、利用水体对象的面积信息将水体对象划分为湖泊、大面积河流与库塘、小面积河流两大类；

(2)、在湖泊、大面积河流分类中，通过水体对象的形状指数区分湖泊和大面积河流；

(3)、在库塘、小面积河流分类中，通过水体对象的形状指数区分库塘和小面积河流；

然后，在决策树的每一节点上，设计分类器，完成近岸陆上水体类型的识别。

在所述步骤一中利用改进的归一化差异水体指数法提取遥感图像中的水体信息，计算遥感图像中的水体信息的改进水体指数值，设零为阈值，对改进水体指数值进行阈值分割，将水体信息和非水体信息在获得的遥感图像中进行区分以形成水体——非水体二值图像。

在所述步骤二中，水体对象的面积阈值S1是根据遥感图像的比例尺精度要求以及误差允许范围来决定的，S1＝M²P，式中的M为遥感图像比例尺的分母，P为误差允许范围；然后通过扫描线方法对水体——非水体二值图像中的水体像元进行连通性搜索，获取水体对象的面积信息，将面积小于门限值S1的水体对象去除。

在所述步骤三中，通过构建瓦片金字塔的方法进行图像退化，设待处理图像为瓦片金字塔的第零层，按每2×2个像元合成一个像元，该像元的值为对应四个像元的均值，该均值为整数的方法生成第一层，然后在第一层的基础上运用相同的方法构建第二层，如此重复，直至所构建的图像能忽略河流信息为止；将海洋信息用特定的数值进行标记，而其他水体用不同于海洋的数值进行标记。