[发明专利]基于纹理特征辅助的SAR影像冰川识别方法

说明书

本发明涉及基于纹理特征辅助的SAR影像冰川识别方法，利用Sentinel‑1A数据的干涉测量方法，结合纹理信息识别冰川。其步骤包括利用Sentinel‑1A数据进行干涉处理得到相干系数图。提取相干系数图的均值、方差、同质性、反差、相异性、熵、相关性7个纹理特征。对不同纹理特征组合之间的冰川提取效果进行比较。选择分类精度最高的VV极化方式下均值、方差、同质性、相异性四个纹理特征，利用SVM分类器进行训练，得到冰川、岩石及积雪等类别。将分类后的数据转换成shapefile格式，通过山脊线进行分割，获得冰川边界数据集。与传统的基于相干系数图阈值分割法相比，本发明引入纹理特征，冰川识别更准确。

技术领域

本发明涉及基于纹理特征辅助的SAR影像冰川识别方法，属于遥感地学应用技术领域。

背景技术

冰川资源是地球上重要的淡水资源，作为全球气候变化的重要指示器，利用遥感方法进行冰川识别对于监测冰川面积及其储量，并研究全球气候变化具有重要意义。但是由于表碛覆盖型冰川表面有一层岩屑混合物，与冰川周围的岩石在光学影像上具有相似的光谱信息，波段比值法及归一化雪盖指数等光学遥感识别方法只能将识别较干净的纯净冰川，且光学遥感受到天气条件的影响较大，难以对同一地区进行同时相的观测。SAR能够全天时、全天候的监测地物，且由于冰川的运动造成其在干涉测量过程中相对其他地物具有较低相干性。同时，由于冰川表面失相干现象的存在，在相干系数图上冰川区域没有形成周期性变化的条纹，从而具有不同于其他地物的纹理特征，可以利用这一特征识别冰川。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出基于纹理特征辅助的SAR影像冰川识别方法。考虑到光学遥感数据只能将识别较干净的纯净冰川，而SAR影像的相干系数阈值分割法会在冰川末端产生很多大小不一的空洞，需要较多的人工修补。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：基于纹理特征辅助的SAR影像冰川识别方法，包括以下步骤:

第一步、准备遥感影像数据和数字高程模型数据；

步骤1a、下载某地区两景的SAR影像，两者具有相同的轨道号和图幅号；

步骤1b、下载与SAR影像同地区同时期的光学卫星影像，且冰川上方无明显云层覆盖；

步骤1c、下载对应地区DEM数据；

第二步、将两景SAR影像进行干涉处理，包括：

步骤2a、影像配准，使两景SAR影像坐标达到一致；

步骤2b、干涉图计算，通过像元的复数共轭，计算两幅SAR影像像元的相干系数；

步骤2c、去除平地效应和相位解缠，使干涉相位在2π的范围内，生成解缠后的相干系数图；

步骤2d、对解缠后的相干系数图进行地理编码，将相干系数图的坐标转化为地理坐标，以对应地面真实位置；

第三步、对地理编码后的相干系数图生成纹理特征图像，计算水平方向上相隔1个像元距离的一对像素灰度值分别为i和j出现的频次，进而生成灰度共生矩阵，i和j是0到2^M之间的整数，M取值为3,4,5或6，基于灰度共生矩阵提取均值、方差、同质性、反差、相异性、熵、相关性7个纹理特征图像；

第四步、基于纹理特征进行分类器的训练，包括以下步骤：

3a、对光学卫星影像目视解译，选取若干冰川和非冰川；

3b、选取的冰川和非冰川按比例划分为训练组和验证组；

3c、分别使用训练组、验证组中的冰川多边形和非冰川多边形裁剪所述纹理特征图像，得到基于纹理特征的训练样本和验证样本；