[发明专利]基于决策融合的浅海水深多时相遥感影像反演方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋水深遥感测量方法，属于遥感技术领域，尤其涉及基 于决策融合的浅海水深多时相遥感影像反演方法。

背景技术

海洋水深数据测量是保障船舶航行、开展港口码头和海洋工程建设、制定 海岸和海岛相关规划的必要基础数据。与水深现场测量手段相比，遥感技术具 有覆盖广、周期短、费用低、空间分辨率高的优势。自20世纪70年代以来， 国内外开展了各种被动遥感水深反演模型的研究，常用的可见光水深反演模型 主要包括分析模型、半分析半经验模型和统计模型。利用不同模型，近年来在 河流、湖泊、水库、海岛和海岸带周边等水深测量领域进行了反演应用。水深 可见光遥感反演是获取浅海复杂地形水深的有利解决办法，尤其可以反演获取 船只无法靠近和难以进入区域的水深资料，是水深测量的一种重要手段。但由 于模型难以兼顾物理机制和参数化，因此已有的可见光水深遥感反演模型精度 再提高的空间有限。

水深多时相遥感反演可以克服单一时相影像成像时环境条件的限制，有利 于水深信息的提取，当前已有将多时相应用于水深遥感反演的研究工作，但多 是利用多时相遥感影像开展空间信息的插补，没有在决策融合层面进行开发应 用。而决策融合能够充分利用已有遥感影像资源和信息，为提高光学遥感水深 反演精度提供了新途径。

中国专利(授权公告号CN102176001B)公开了“一种基于透水波段比值 因子的水深反演方法”，采用遥感图像获得的数据建立神经网络水深反演模型， 通过人工神经网络的自适应学习性能和非线性映射能力，降低海洋水深测量的 标准差，增强其适用性。但该方法对海洋水深的测量较为复杂，采用的仍然是 单期影像作为探测数据源，因而在复杂情况下对浅海区域水深的探测效果有限。

发明内容

本发明提供了基于决策融合的浅海水深多时相遥感影像反演方法，用于解 决现有技术中水深反演模型精度较低的问题，与现有的反演方法相比，基于决 策融合的浅海水深多时相遥感影像反演方法可以采用多云和高海况情况下获取 的遥感影像，挖掘其中的水深数据，提高了反演精度，尤其适用于浅水区域的 海洋水深测量。

基于决策融合的浅海水深多时相遥感影像反演方法，包括以下步骤：

第一步：对多光谱遥感影像进行预处理，得到海表反射率；

所述预处理包括对辐射亮度转换、大气校正和太阳耀斑去除；

第二步：现场实测水深值获取及处理；

获取实验区的水深数据和对应的经纬度坐标，通过潮汐表确认潮高值，将 水深数据校正到理论深度基准面上，并根据采用的多时相影像获取时刻，分别 对水深值进行对应影像的潮汐校正；

第三步：单时相水深反演及云掩膜；

对每景处理后的多光谱影像，进行分类处理得到云掩膜影像，将云及云影 区赋值为1，非云区为0，作为多时相反演融合输入的一部分，根据水深控制点 处水深与对应影像像元反射率值间的关系，统计回归出多波段模型在该景影像 水深反演的参数，多波段模型公式如下，

Z=A0+Σi=1nAiXi...(1)]]>

其中，Z为水深，n为参与反演的波段个数，A₀和A_i为待定系数， X_i＝Ln(ρ_i-ρ_si)，ρ_i是第i波段反射率数据，ρ_si是该波段深水处的反射率；

将水深控制点分成数个的水深段，并计算出各水深段的平均相对误差和可 信度，作为多时相水深反演融合的另一项输入，即融合参数，