[发明专利]基于光谱相似性与空间连续性的黄河主溜线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种黄河主溜线检测方法，特别是基于光谱相似性与空间连续性的黄河主溜线检测方法。

背景技术

黄河主溜线的提取在传统上都是通过人工绘制，该方法不仅费时、费力，而且容易受天气等自然条件的影响，更重要的是，难以在汛期及时掌握主溜变化情况。近年来，遥感图象已经广泛应用于水体识别、河流提取、水质检测、洪灾检测、水域变化检测等领域，这些研究采用的方法基本上是根据水体在图像上所表现出的特性并使用传统的一些分类方法进行检测。遥感技术和遥感图象处理的不断发展，使得运用遥感图象进行黄河主溜线检测成为可能。河道主溜在河势多变的淤积沙床质河道中表现的问题突出，由于国际上对多沙河流河道河势研究较少，所以，目前还没有关于遥感影像解译河道主溜及河势图的应用研究成果报道。国内，目前河道主溜遥感影像解译仅仅在黄河进行了初步应用，然而，影像数据处理和解译依靠人工目视，整个过程费工费时，同时，依据遥感影像的目视解译还存在难以准确提取河道主溜的困难。

发明内容

为了克服现有的黄河主溜线检测方法准确度差的不足，本发明提供一种基于光谱相似性与空间连续性的黄河主溜线检测方法，该方法根据遥感图像中水域的光谱特点，进行河流粗分割；再利用边缘检测提取出岸边线，确定河流区域；根据河段的弯曲程度及方向和南北水边线之间的河流分布对河流进行分段；对分段后的河道，利用主溜线的光谱相似性和空间连续性提取主溜线，可以提高黄河主溜线检测方法准确度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种基于光谱相似性与空间连续性的黄河主溜线检测方法，其特点是包括下述步骤：

(a)采用监督分类法和匹配方法进行河流分割，并根据黄河河段的形状特点对分类后的图像进行形态学处理，合并小区域，消除较小的滩涂和桥梁；

(b)采用Canny算子对边缘进行检测，根据邻域法对检测出的边缘进行跟踪连接，连接出初步的黄河南北岸水边线，去除干扰线段，得到一组有用线段；再根据统计特性，每条线段中所判断的点属于某一岸的数目大于某一阈值，得南北岸图像；把南北两岸的线段按一定顺序分别进行有序存储到矩阵中，得到南北岸完整的水边线；

(c)通过开窗的曲率计算将空间的坝岸变换到曲率域，所得曲率序列的极大值点位置，代表弯道弯顶的位置所在；两个连续极值点之间的极小值点位置，代表两连续河湾间的过渡衔接点位置，将黄河分成典型河段和非典型河段；

(d)通过对人工实地勘测到的主溜进行大量学习，建立主溜光谱库；选取河流入口处与主溜光谱库中最相似的点，作为初始主溜样本；

由初始主溜点开始，计算其方向线，并得到其长度和位置：

①定义方向线为穿过中心像元的一系列线段，其长度由相邻像元间的光谱相似性测度和阈值来确定；相似性测度为：