[发明专利]一种遥感影像提取城市水体时消除阴影干扰的方法

权利要求书

1.一种遥感影像提取城市水体时消除阴影干扰的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(一)遥感影像预处理:对原始遥感影像进行辐射定标和大气校正，并按照城市区域裁剪，得到城市区域影像；

(二)光谱融合和计算MNDWI：在城市区域影像内，采用空间分辨率为15米的全色波段的影像对空间分辨率为30米的绿色波段的影像和空间分辨率为30米的短波红外1波段的影像进行光谱融合，增强绿色波段和短波红外1波段影像的空间分辨率至15米，保留并计算修正归一化水体指数MNDWI；

(三)初步提取城市水体：对步骤(二)中得到的MNDWI数据进行空间统计，得到每个数值对应的像元数量，采用最大类间分类法，提取初步水体；

(四)定量冷池效应空间：对经过步骤(一)处理的城市区域影像的空间分辨率100米的热红外1波段影像进行重新采样至空间分辨率为30米，采用最大类间分类法，定量区分出城市冷池空间和热岛空间；

(五)消除建筑物阴影干扰：用步骤(四)得到的冷池空间对步骤(三)得到的初步水体提取结果进行过滤，消除城市热岛区域内的建筑物阴影，得到城市水体范围。

2.根据权利要求1所述的一种遥感影像提取城市水体时消除阴影干扰的方法，其特征在于步骤(一)中所述的遥感影像为Landsat 8影像或Landsat 7影像。

3.根据权利要求1或2所述的一种遥感影像提取城市水体时消除阴影干扰的方法，其特征在于步骤(二)中所述的光谱融合的方法是：在遥感影像处理软件中提取全色波段、绿色波段和短波红外1波段，基于全色波段分别对绿色波段和短波红外1波段进行光谱增强，其两波段的空间分辨率被增强至15米。

4.根据权利要求1或2所述的一种遥感影像提取城市水体时消除阴影干扰的方法，其特征在于步骤(二)中所述的修正归一化水体指数MNDWI的计算公式如下：

其中：GREEN表示绿色波段；SWI R1表示短波红外1波段。

5.根据权利要求1或2所述的一种遥感影像提取城市水体时消除阴影干扰的方法，其特征在于步骤(三)所述的采用最大类间分类法初步提取城市水体的步骤如下：

(1)设置统计范围：为了保证统计速度，设置80～100米的窗口滑动统计整幅MNDWI图像里每个MNDWI值μ对应的像元数，得到一副MNDWI值μ对应像元数量的直方图，设MNDWI图像的总像元数为N_total；

(2)计算MNDWI值μ的方差：对应于每一个μ值，图像中有小于μ值的N₀个像元，其在整幅图像中的比例为r₀：

则图像中有大于等于μ值的N₁个像元，其在整幅图像中的比例为r₁：

求出MNDWI图像中小于μ值的像元的平均值μ₀、大于等于μ值的像元的平均值μ₁，则整幅图像的像元平均值为为：

求出由μ值分割的两类像元的方差σ²为：

(3)水面初步提取：历遍整幅MNDWI图像，计算出整幅MNDWI图像的所有的μ值及其对应的方差σ²值，选择最大的σ²值对应的μ值作为区分水体和非水体的阈值μ_阈，以MNDWI大于等于μ_阈的像元记为初步水体；

(4)图像二值化：导出初步水体范围，将其范围内的像元值设置为1，城市区域内的非水体部分像元值设置为0，生成一幅二值图像waterPre，即：