[发明专利]一种协同多源遥感影像的城市绿地提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像信息提取方法领域，尤其是涉及一种协同多源遥感影像的城 市绿地提取方法。

背景技术

城市绿地具有净化空气、水体和土壤、改善城市气候、降低城市噪声等优点， 在城市景观规划以及城市生态环境评估等工程应用之中，城市绿地的准确提取及制 图对于城市建设的分析和决策工作都显得至关重要。由于航空航天的发展，目前已 经能够获取到不同空间分辨率，不同光谱分辨率的遥感影像，一般来讲，高空间分 辨率遥感影像地物空间信息丰富，利用不同地物空间特征可对其进行识别，而多/ 高光谱遥感影像光谱信息丰富，利用不同地物光谱特征可对其进行区分。目前的技 术还较难获取到同时具备高空间分辨率和高光谱分辨率的遥感影像，因此有必要充 分利用不同类型的遥感数据来实现对城市绿地的高精度提取及制图。

伴随着遥感技术和互联网技术的发展，以Google Earth为代表的在线遥感影像 地图产品整合了不同卫星遥感数据，为我们提供了大量的高空间分辨率遥感影像， 尤其是在城市区域，遥感影像具有更新速度快，影像质量优异等特点，目前，基于 Google Earth等高分辨率遥感影像进行城市绿地提取及制图的应用已经越来越广泛， 由于该类影像一般光谱信息较为匮乏，单纯依靠计算机对城市绿地进行自动识别精 度较难以满足需求，因此常用人工解译的方法获取得高精度城市绿地范围。该种方 法人工成本高，解译效率低，且当工作量大时，人在疲惫状态下的影像解译精度反 而得不到保证。除了能够获取到高分辨率遥感影像，目前还能获取大量如Landsat 系列卫星影像，Sentinel-2卫星影像等多光谱遥感影像，该类遥感影像光谱信息丰 富，利用影像上城市绿地与其他地物在光谱特征上的差异可实现对城市绿地的准确 提取。目前的城市绿地研究应用中，还主要是基于多光谱遥感影像展开，由于多光 谱遥感影像一般空间分辨率较低，在应用于复杂城市环境中的绿地提取时往往不能 满足精度需求。

有鉴于此，确有必要提供一种能够快速准确地提取城市绿地的方法，以解决上 述问题。

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协同多源遥 感影像的城市绿地提取方法，该方法不仅可以快速准确地提取城市绿地情况并进行 制图，而且可以广泛应用于城市规划、城市环境评估等领域，有益于城市规划及环 保事业的发展。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种协同多源遥感影像的城市绿地提取方法，包括以下步骤：

S1、采集高分辨率影像和多光谱影像并进行影像的配准，并对配准后的影像 进行堆叠，获取堆叠影像；

S2、基于S1中的堆叠影像的地物空谱特征对堆叠影像进行影像分割，并获取 最终分割对象；

S3、基于S2中的最终分割对象，利用多光谱影像中的光谱信息构造植被光谱 指数，选取阈值获得城市绿地信息并制图。

进一步地，所述步骤S1具体为：

S10、对采集到的高分辨率影像和多光谱影像进行几何空间配准，将多光谱遥 感图像配准到高分辨率遥感图像上；

S11、对采集到的高分辨率影像和多光谱影像进行相对辐射配准，将高分辨率 影像的辐射匹配到多光谱影像的辐射中；

S12、将S10和S11中配准后的影像进行堆叠，获取堆叠影像。

进一步地，所述步骤S10具体为：

S101、利用双线性插值法将多光谱影像升采样到2米分辨率的影像，并在高 分辨率影像中手动选取同名点；

S102、利用最邻近插值法将多光谱影像升采样到2米分辨率的影像；

S103、将S101中手动选取的同名点应用到由S102中经最邻近插值法升采样 到2米分辨率的多光谱影像中，获取高分辨率影像和多光谱影像在几何空间上的配 准影像。

进一步地，所述步骤S11中，采用线性拟合方法将高分辨率影像的辐射匹配 到多光谱影像的辐射中。

进一步地，所述线性拟合方法具体为：

高分辨率影像为待配准图像，多光谱遥感影像为参考图像，记X为待配准图 像像元，Y为参考图像像元，计算图像灰度级增益系数G和待配准图像反射率偏移 系数B：

式中，n为待配准图像波段数，和为待配准影像和参考图像的第i个波 段的像元均值；

根据同一位置处的影像像元满足的线性方程实现对待配准图像的相对辐射配 准，所述线性方程为：

Y＝GX+B。

进一步地，所述步骤S2具体为：