[发明专利]基于高分三号卫星SAR影像的筏式养殖区提取方法

说明书

本发明公开了一种基于高分三号卫星SAR影像的筏式养殖区提取方法，首先获取包括研究区域的高分三号卫星SAR影像数据；对SAR影像数据进行特征提取，得到提取出的若干个特征；对提取出的若干个特征进行特征筛选，得到能够体现筏式养殖区与海水差异的若干个有效特征；基于所述若干个有效特征，利用迭代阈值算法进行筏式养殖区的初步提取；利用密度聚类算法、交并集重构和形态学处理方法对初步提取结果进行后处理，提取出筏式养殖区。本发明中，采用高分三号卫星SAR影像中提取的多个特征共同进行筏式养殖区的提取，再采用迭代阈值法和密度聚类相结合，能够减少SAR影像斑点噪声的影响，准确提取出较大块连续成排的筏式养殖区。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及基于高分三号卫星SAR影像的筏式养殖区提取方法。

背景技术

海水养殖业是许多海岸带区域最主要的水产养殖方式，具有极高的商业价值。及时、准确地获取海水养殖区域面积及其空间分布，对渔业管理部门合理规划养殖用海提供辅助决策信息，控制养殖密度、遏制养殖环境的恶化、防治养殖病害等均具有重要意义。而遥感技术相对于传统的实地调查，具有无可替代的高频率、宽覆盖、低成本优势，是一种非常具有潜力的评估手段。尤其是近些年发展起来的米级高分遥感，更是能够用于精准地识别、提取。因此，利用遥感技术针对海水养殖区域的提取是一件非常有意义的工作。

在遥感影像的自动提取方法中，基于像元的提取方法是较为经典、传播度较广的方法之一，该方法是根据像元间光谱、纹理特征的相似性或差异性，通过算法运算增强或减弱地物的特征信息来实现对目标地物的提取。如发明专利CN108256534A公开的一种基于高分遥感影像的筏式海水养殖区域提取方法，该方法采用归一化植被指数(NDVI)进行海水养殖区域的提取。

然而，上述方法往往仅凭借单一特征的分割方法进行地物分类，难以区分出光谱差异很小的筏式养殖区与海水。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于高分三号卫星SAR影像的筏式养殖区提取方法，以实现对筏式养殖区的定期监测，全面、客观地分析筏式养殖的分布状况和变化情况，为渔业管理部门合理规划养殖用海提供辅助决策信息，也可为控制养殖密度、遏制养殖环境的恶化、防治养殖病害提供可靠的科学依据。

本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种基于高分三号卫星SAR影像的筏式养殖区提取方法，所述方法包括：

获取包括研究区域的高分三号卫星SAR影像数据；

对所述SAR影像数据进行特征提取，得到提取出的若干个特征；

对提取出的若干个特征进行特征筛选，得到能够体现筏式养殖区与海水差异的若干个有效特征；

基于所述若干个有效特征，利用迭代阈值算法进行筏式养殖区的初步提取；

对初步提取结果进行交集重构；

利用密度聚类算法对交集重构后的结果进行聚类；

对聚类结果进行并集重构；

利用形态学处理方法对并集重构后的结果进行处理，得到筏式养殖区。

进一步地，对所述SAR影像数据进行特征提取，包括：

对所述SAR影像数据进行辐射定标处理；

将所述SAR影像数据由斜距单视复数影像转换为极化散射矩阵S2格式；

使用全分辨率将极化散射矩阵S2格式的影像数据提取到极化协方差矩阵C2；

对所述极化协方差矩阵C2进行斑点噪声滤波以及特征提取；

获取提取到的特征的后向散射系数图像；