[发明专利]一种基于时间序列遥感影像自动提取珊瑚礁的方法

权利要求书

1.一种基于时间序列遥感影像自动提取珊瑚礁的方法，包括以下步骤：

步骤1、遥感影像预处理——对遥感影像进行大气校正；

步骤2、遥感影像自动筛选——本发明主要从空间重叠、日期唯一、云量、图像熵四个方面实现影像的自动筛选；其中，

1)、筛选去除空间重叠程度较小的影像；

2)、通过遍历方法去除具有相同轨道号、相同影像获取日期和不同行列号的重复影像；

3)、筛选去除云覆盖率过大的影像；

4)、筛选去除总图像熵较大的影像；

步骤3、时间序列构建——基于MNDWI指数构建每个像素的时间序列，得到像素级时间序列；

MNDWI指数的计算方法如下：

其中，Green为绿光波段的灰度值，SWIR为短波红外波段的灰度值；

步骤4、珊瑚礁自动提取——选择任意一幅成像质量较好的影像，获取珊瑚礁真实面积，从该幅影像中随机选取若干像元，通过目视判别将其进行分类，分为珊瑚礁或海洋，分别将每幅影像中与珊瑚礁坐标点对应的像元的MNDWI指数进行平均，使得每幅影像得到一个关于珊瑚礁的MNDWI指数，进而获得关于珊瑚礁的基于MNDWI指数的特征曲线，作为珊瑚礁时间序列的真值；计算像素级时间序列与所述特征曲线之间的DTW值，使用二分法确定DTW阈值使得提取的珊瑚礁面积与珊瑚礁真实面积之比达到预设阈值，将DTW值小于DTW阈值的像元划分为珊瑚礁并进行提取。

2.根据权利要求1所述的基于时间序列遥感影像自动提取珊瑚礁的方法，其特征在于：步骤2中，空间重叠程度利用裁剪影像的有效范围百分比来表示，其比例计算如下：

其中，area_effective代表有效面积，不包括黑色边缘和无数据的区域，area_all代表实验区域的面积，p_space表示空间重叠百分比，基于空间重叠进行自动筛选的阈值取95％。

3.根据权利要求1所述的基于时间序列遥感影像自动提取珊瑚礁的方法，其特征在于：步骤2中，云覆盖率计算如下：

其中，area_cloud代表检测出云的面积，area_all代表实验区域的面积，p_cloud表示云覆盖率；基于云量进行自动筛选的阈值取5％。

4.根据权利要求1所述的基于时间序列遥感影像自动提取珊瑚礁的方法，其特征在于：步骤2中，分别计算蓝光波段、绿光波段和近红外波段的图像熵，图像熵H计算公式如下：

p_ij＝f(i，j)/N²

其中i是像素的灰度值，j是邻域的灰度值，f(i，j)是特征二元组(i,j)的频率，N是图像的尺度，p_ij反映周围像素灰度分布的综合特征；

计算影像的总图像熵H_sum

H_sum＝H_Blue+H_Green+H_NIR

H_Blue为蓝光波段图像熵，H_Green为绿光波段图像熵，H_NIR为近红外波段的图像熵，总图像熵的阈值取5。

5.根据权利要求1所述的基于时间序列遥感影像自动提取珊瑚礁的方法，其特征在于：步骤4中，所述珊瑚礁真实面积通过目视选取或先验数据获得。

6.根据权利要求1所述的基于时间序列遥感影像自动提取珊瑚礁的方法，其特征在于：步骤4中，所述DTW值替换为欧氏距离、模式距离或形状距离。