[发明专利]一种GF‑4卫星遥感影像的水体提取方法

权利要求书

1.一种GF-4卫星遥感影像的水体提取方法，其特征在于：

对于给定的GF-4卫星遥感影像，进行几何和辐射校正；

基于上述校正完后的影像，分别进行主成分变换(Principal Component Analysis，PCA)、求取归一化差分水体指数(Normalized Difference Vegetation Index，NDWI)与归一化差分植被指数(Normalized Difference Water Index，NDWI)，然后将遥感影像与第一个主成分PC1、第二个主成分PC2、NDWI和NDVI按波段合成得到波段合成影像；

由于影像的光谱值与PC1、PC2、NDWI和NDWI量纲不同，基于上述得到合成的影像，按波段进行归一化，得到归一化合成影像；

基于上述得到的归一化合成影像，进行水体样本选择构建水体样本库，计算影像中各个像元与水体样本的光谱角，生成光谱角结果图；

基于上述的光谱结果图，通过设定阈值进行水体提取，得到水体提取初步结果图；

基于上述水体提取初步结果图进行分类后处理，得到水体提取结果图。

2.根据权利要求1中所述的几何和辐射校正，其特征在于：

几何校正通过GF-4卫星自带的有理函数模型实现，辐射校正则从影像的XML头文件中读取定标系数，通过大气校正软件ACTOR-3运用SRTM 90m的DEM数据进行大气校正，得到校正以后的影像。

3.根据权利要求1中所述的波段合成影像的生成，其特征在于：

对完成几何和辐射校正的影像，分别进行PCA、求取NDWI与NDWI，然后将遥感影像与第一个主成分PC1、第二个主成分PC2、NDWI和NDVI按波段合成组合成一个新的影像，得到波段合成影像。

4.根据权利要求1中所述的归一化合成影像的生成，其特征在于：

由于影像的光谱值与PC1、PC2、NDWI和NDWI量纲不同，为了后续求取光谱角，需要进行归一化。按波段将每个波段的值归一化到0-1，得到归一化后的合成影像；

5.根据权利要求1中所述的光谱角结果图的生成，其特征在于：

首先从归一化后的合成影像中选取水体样本构建水体样本库，然后从水体样本库随机选取N个样本，N为正整数，N的取值范围为10～50；分别按公式计算各像元与这N个水体样本之间的光谱角度，将计算结果按升序排列，取第一个结果作为最终光谱角度值，为影像像元与水体样本之间的夹角，X^*1为归一化合成影像的光谱曲线矢量，Y^*1为水体样本光谱曲线矢量。

6.根据权利要求1中所述的水体提取初步结果图的生成，其特征在于：

对于生成的光谱角结果图，设定角度阈值T，T为正数，对于光谱角度小于T的像元，将其划归为水体类别，对于光谱角度大于等于T的像元，将其划归为非水体类别，生成水体提取初步结果图。

7.根据权利要求1中所述的水体提取结果图的生成，其特征在于：

基于上述水体提取初步结果图，对于图像中的每一个像元，计算其8邻域范围内各像元类别出现的频数，取频数最高者对应的类别，记为Cmax，如果Cmax的频数为1，则不对当前像元进行处理，否则，赋予当前像元类别为Cmax，得到水体提取结果图。