[发明专利]一种基于数学形态学的遥感图像提取连续河流骨架线方法

权利要求书

1.一种基于数学形态学的遥感图像提取连续河流骨架线方法，其特征包括以下步骤：

步骤1，基础河流骨架线提取，包括：

步骤1.1，对影像进行水体提取：计算影像的NDWI指数，其中，R_green为影像绿波段的反射率，R_NIR为影像的近红外波段的反射率；然后对影像的NDWI指数进行直方图统计，采用谷值法计算分割阈值，提取水体；

步骤1.2，对提取出的水体进行细化，提取初始骨架线：基于Rosenfeld细化算法提取水体骨架线，骨架像元值为1，背景像元值为0；

步骤2，断裂骨架线自适应连接，包括：

步骤2.1，统计骨架像元八邻域情况，骨架像元的值DN_i＝∑_j∈IDN_j，I为像元i八邻域集合，从而将骨架像元分为值为端点、普通点、节点三类点，所述三类点包括端点(DN_i＝1)、普通点(DN_i＝2)、节点(DN_i＝3)；

步骤2.2，根据图像断裂情况确定膨胀尺度，具体是：对所有端点计算与其距离最短的端点之间的距离的1/2作为距离值，并进行统计端点在各距离值的聚集情况，形成曲线，由于河流骨架线的端点主要由断裂造成，用曲线表征骨架线断裂情况，曲线陡降结束点的距离值为膨胀尺度Scale，其中，陡降指曲线下降时其斜率的绝对值最大；

步骤2.3，对图像端点进行局部膨胀，膨胀尺度为Scale；

步骤2.4，对图像端点类型进行分类，对膨胀后影像进行腐蚀-膨胀操作，腐蚀尺度为Scale+k，再次膨胀尺度为Scale+m，根据再次膨胀情况选择执行：

选择步骤一：若端点的膨胀区域消失，则为断裂形式单一情况，直接对首次膨胀所得区域进行Rosenfeld细化获取连接线；

选择步骤二：若膨胀区域未消失，则所膨胀区域包含的端点为河流骨架有分支时的多断点聚集情况，提取膨胀区域边界上的骨架像元，河流对于该区域而言，为一头进、一头出的形态，以膨胀区域边界上骨架点作为起始骨架像元，向膨胀区域内进行跟踪，寻找并连接断点或节点，获得连接线；

步骤3，连接线去伪：

步骤3.1，利用初始骨架将穿过河流内部的连接线切断，条件如下：

式中，DN_i为骨架像元i的值，I’为i的八邻域与i本身的集合，j为I’中的像元，如果为连接线像元，则值x_j＝1，J’为j的八邻域和j本身集合，即骨架像元i的八邻域中，如果有连接线像元j，则将该连接线像元删除，但由于有的连接线的一端距离端点附近的骨架线过近，因此还需加最后一个限定条件，J’中的所有像元k都不为骨架线端点；

步骤3.2，删除伪连接线，首先对连接线像元进行骨架像元八邻域情况的统计，再进行删除，具体是从连接线切断点开始，跟踪连接线，并将其值赋为背景像元值，其中，

像元为连接线切断点的判断条件如下：

跟踪结束的判断条件为：

2.根据权利要求1所述的一种基于数学形态学的遥感图像提取连续河流骨架线方法，其特征在于：所述的膨胀尺度统计以整十数为分界，求出的所有端点的最小距离的1/2用进一法化为整十数，从而体现统计特性；膨胀尺度通常不超过50。

3.根据权利要求1所述的一种基于数学形态学的遥感图像提取连续河流骨架线方法，其特征在于：所述的腐蚀尺度为Scale+k，再次膨胀尺度为Scale+m，k∈(0，5)，m∈(k，10)，以保证腐蚀时能将断裂形式单一的端点全部去除，膨胀时能将所有河流骨架有分支时的多端点聚集断点包含。