[发明专利]卫星高光谱数据水体悬浮物浓度反演方法及装置

权利要求书

1.一种卫星高光谱数据水体悬浮物浓度反演方法，其特征在于，所述方法包括：

根据地表反射率图像，计算归一化水体指数图像；

根据所述归一化水体指数图像，计算得到初始水体掩膜图像；

对所述初始水体掩膜图像进行腐蚀计算，并进行像元个数的统计，以生成目标水体掩膜图像；

根据所述高光谱卫星的大气纠正后的遥感反射率图像，计算得到悬浮物浓度图像；

根据所述悬浮物浓度图像和所述目标水体掩膜图像，确定最终的水体悬浮物浓度图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用以下第一计算公式计算所述归一化水体指数图像NDWI：

(x,y)代表图像中第x行，第y列的像元，ρ_green(x,y)和ρ_nir(x,y)分别表示地表反射率图像中(x,y)所在像元的绿波段的地表反射率和近红外波段的地表反射率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用以下第二计算公式计算所述初始水体掩膜图像M_init：

其中，(x,y)代表图像中第x行，第y列的像元，NDWI表示所述归一化水体指数图像。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述初始水体掩膜图像进行腐蚀计算，并进行像元个数的统计，以生成目标水体掩膜图像，包括：

对所述初始水体掩膜图像进行腐蚀计算，向内腐蚀第一预设个数的像元，以得到多个不联通的水体区域；

对于每个水体区域，统计其像元的总个数；

当水体区域内像元的总个数大于预设的个数阈值时，将该水体区域向外膨胀第二预设个数的像元；

根据膨胀后的水体区域的归一化水体指数图像，确定水体提取阈值T；

根据所述水体提取阈值，采用以下第三计算公式提取精确水体区域，以生成所述水体掩膜图像M_water；

其中，(x_i,y_i)代表图像中属于第i个水体区域内的行列号；

当水体区域内像元的总个数小于或等于预设的个数阈值时，将该水体区域确定为非水体区域，并舍弃所述非水体区域。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用以下第四计算公式计算得到悬浮物浓度图像：

其中，C_TSM表示悬浮物浓度(mg/L)，λ表示波长，R_rs表示所述遥感反射率，A^ρ、B^ρ和C^ρ表示比例系数，A^ρ、B^ρ由非线性拟合得到，C^ρ为预设值；

采用以下第五计算公式确定最终的水体悬浮物浓度图像：

M_终＝C_TSM*M_water

其中，M_终表示所述最终的水体悬浮物浓度图像，C_TSM表示悬浮物浓度，M_water表示所述水体掩膜图像。

6.一种卫星高光谱数据水体悬浮物浓度反演装置，其特征在于，所述装置包括：

第一计算模块，用于根据地表反射率图像，计算归一化水体指数图像；

第二计算模块，用于根据所述归一化水体指数图像，计算得到初始水体掩膜图像；

生成模块，用于对所述初始水体掩膜图像进行腐蚀计算，并进行像元个数的统计，以生成目标水体掩膜图像；

第三计算模块，用于根据所述高光谱卫星的大气纠正后的遥感反射率图像，计算得到悬浮物浓度图像；

确定模块，用于根据所述悬浮物浓度图像和所述目标水体掩膜图像，确定最终的水体悬浮物浓度图像。