[发明专利]一种城市水体提取方法

说明书

本发明涉及一种城市水体提取方法，包括以下步骤：获取同一区域的多光谱遥感图像和高分辨率遥感图像并进行预处理；对预处理后的多光谱遥感图像和高分辨率遥感图像进行配准，并基于配准后多光谱遥感图像和高分辨率遥感图像获得堆叠图像；对所述堆叠图像根据地物光谱和形状特征进行过分割，再利用光谱差异度特征对过分割后的对象进行合并，获取水体地物对象；提取所述水体地物对象的空间同质性特征和光谱特征并量化，根据设定的最优阈值实现对水体的准确提取。与现有技术相比，本发明能够实现城市水体的准确、快速提取，其可有效应用于城市规划、环境科学、地理信息制图等多个领域。

技术领域

本发明涉及图像信息提取方法领域，尤其是涉及一种城市水体提取方法。

背景技术

城市水体是城市生态系统的重要组成部分，城市水体的准确提取及制图对城市环境评估、城市景观规划等方面的研究和应用都具有重要意义。随着遥感技术的发展，目前已经能够获取到较为丰富的遥感数据源，基于遥感图像的水体提取及制图技术在研究和工程项目中获得了广泛应用。不同于农村区域的水体，城市水体无论是光谱特征还是空间特征都更为复杂，同时，城市区域含有大量容易与水体相混淆的地物，这都给城市水体信息的准确提取带来挑战。

目前基于遥感图像的城市水体提取技术大多只考虑了单种遥感图像数据源，一般来讲，多光谱遥感图像光谱信息较为丰富，利用图像上水体光谱特征即可实现城市地表水体信息的识别，但多光谱遥感图像空间分辨率一般较低，很难满足城市区域一些细小水体的提取需求。高分辨率遥感图像空间分辨率高，地物在图像上能够呈现出较为丰富的空间特征，但其光谱信息较为匮乏，往往难以依靠计算机实现城市水体的自动准确提取。

随着空间技术的发展，我们已经能够获取到较多高空间分辨率的遥感图像，这类图像通过互联网技术，集成到如Google Earth为代表的遥感图像在线地图产品中，为居民服务、城市建设等领域提供了便利。由于Google Earth等遥感地图产品一般只有可见光三个波段，光谱信息相对匮乏，实际应用中为了获得准确的基于Google Earth遥感图像城市地表覆盖及土地利用情况解译结果，往往需要人工目视解译，该种方法时间效率低，人口成本高，当涉及区域范围较大时并不适用。相对于高分辨率遥感图像，美国国家航空航天局发射的Landsat系列卫星以及欧空局发射的Sentinel-2等卫星源源不断地向公众提供图像质量优异的多光谱遥感图像，其丰富的光谱信息能够实现地表地物的有效区分，目前基于遥感图像的城市水体提取也主要是基于该类多光谱遥感图像展开。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种城市水体提取方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种城市水体提取方法，包括以下步骤：

获取同一区域的多光谱遥感图像和高分辨率遥感图像并进行预处理；

对预处理后的多光谱遥感图像和高分辨率遥感图像进行配准，并基于配准后多光谱遥感图像和高分辨率遥感图像获得堆叠图像；

对所述堆叠图像根据地物光谱和形状特征进行过分割，再利用光谱差异度特征对过分割后的对象进行合并，获取水体地物对象；

提取所述水体地物对象的空间同质性特征和光谱特征并量化，根据设定的最优阈值实现对水体的准确提取。

所述预处理包括：

对多光谱遥感图像进行大气校正；

对高分辨率遥感图像和多光谱遥感图像分别进行研究区域的裁剪和拼接。

所述配准包括空间几何配准，具体为：

将多光谱遥感图像中的可见光-近红外波段图像利用双线性插值的方法进行空间升采样，选取多光谱遥感图像和高分辨率遥感图像的同名点，采用二次多项式方法将多光谱遥感图像配准到高分辨率遥感图像上。