[发明专利]一种水域水位提取方法、系统及存储介质

说明书

本发明提供一种水域水位提取方法、系统及存储介质，方法包括：提取每一张遥感卫星影像中的水体区域；从水位线图像中提取水位值；根据水域面积和水位值，建立水域面积和水位值之间的第一函数关系式；利用每一个水位值所在位置点的高程值，对第一函数关系式进行优化，得到优化后的第二函数关系式；提取待识别遥感卫星影像中的水域面积，基于第二函数关系式，获取待识别卫星遥感影像中水体区域的水位值。本发明提供一种遥感反演的手段，结合遥感卫星影像提取的水域面积和水位值，建立其中的数学函数关系模型，以此反推水位高度，得以解决复杂地形水位难以测量的问题，同时做到低成本、免维护，精度也有保证。

技术领域

本发明涉及影像处理领域，更具体地，涉及一种水域水位提取方法、系统及存储介质。

背景技术

水作为自然界和现代城市发展的重要组成部分，在城市规划中往往需要对水域场景进行模拟。在对水域场景模拟时，通常从水域分布和水域水位高度两个方面进行模拟。目前水域分布大多使用人工绘制的河流、湖泊等的水域边界。伴随着遥感技术的发展，利用遥感卫星影像具有的多光谱、多时相、高分辨率、全天候和宏观特性的特点，从遥感卫星影像上提取水体区域的应用越来越广泛，例如使用归一化水体指数（NDWI）从MODIS影像数据提取水体区域。

但水体区域的提取精度会受到影像分辨率的限制，使用无人机影像提取水体区域，相比使用MODIS影像的提取精度有较大提升，但会受到地形因素的限制，同时成本较高。此外，使用Sentinel-2影像数据提取水体区域的方法，精度高，成本低，同时兼具宏观特性。水位高度的测量则通常使用水位标尺进行目视判断，但由于复杂地形、极端天气等因素，难以获取更为实时准确的数据，不仅如此，传统水位测量的方法难以从宏观角度观测。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种水域水位提取方法、系统及存储介质，克服了传统的水位测量使用水位标尺进行测量的方法难以从宏观上测量水域整体水位高度，同时维护工作量大、成本高的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种水域水水位提取方法，包括：

基于多张遥感卫星影像，提取每一张遥感卫星影像中的水体区域，并获取水域面积；获取每一张遥感卫星影像对应的水位线图像，从所述水位线图像中提取水位值；根据每一张遥感卫星影像对应的水域面积和水位值，建立水域面积和水位值之间的第一函数关系式；利用每一个水位值所在位置点的高程值，对所述第一函数关系式进行优化，得到优化后的第二函数关系式；提取待识别遥感卫星影像中的水域面积，基于所述第二函数关系式，获取待识别卫星遥感影像中水体区域的水位值。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

可选的，所述基于多张遥感卫星影像，提取每一张遥感卫星影像中的水体区域，并获取水域面积，包括：获取不同时期不同区域的多张遥感卫星影像，利用水体指数分类法从每一张遥感卫星影像中提取水体指数图像，获取多张水体指数图像；基于阈值分类法和聚类方法从每一张水体指数图像中提取出水体区域，并获取水域面积。

可选的，所述基于阈值分类法和聚类方法从每一张水体指数图像中提取出水体区域，并获取水域面积，包括：对于任一张水体指数图像，计算所述任一张水体指数图像中的每一个像素点的像素值与预设分类阈值之间的大小关系；根据所述大小关系将所述任一张水体指数图像的所有的像素点分类两类；对分类为水体区域的所有像素点进行聚类，筛选掉分类异常的像素点，获取水体区域，并获取水域面积。

可选的，所述获取每一张遥感卫星影像对应的水位线图像，从所述水位线图像中提取水位值，包括：提取任一张遥感卫星影像中不同点位的水位线图像，获取所述任一张遥感卫星影像对应的多张水位线图像，并记录每一张水位线图像的水域点位信息；利用水位检测模型提取每一张水位线图像中的水位值；将遥感卫星影像、水域点位信息和水位值对应存储。