[发明专利]基于空间相似性与修正盐田指数的海岸养殖池提取方法

说明书

本发明提供一种基于空间相似性与修正盐田指数的海岸养殖池提取方法，包括：获取Landsat‑8图像数据，并对所述Landsat‑8图像数据进行预处理；对预处理后的图像进行条状水体定位，从而获得海岸带水体图像数据基于结晶池和养殖池的光谱差异性以及结晶池的条纹状纹理特征提取盐田的结晶池区域图像数据；基于蓄水池与结晶池的空间分布特性提取蓄水池区域图像数据；在所述海岸带水体图像数据中去除所述结晶池区域图像数据和蓄水池区域图像数据，从而获取养殖池区域图像信息。本发明方法能够有效的提取中等分辨率下多光谱图像的含盐田海岸带养殖池。

技术领域

本发明涉及遥感图像处理技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于空间相似性与修正盐田指数的海岸养殖池提取方法。

背景技术

早期利用多光谱图像提取海岸带养殖池，一般采用目视解译的方法。通过人工绘制海岸带养殖池，使得提取结果具有较高精度，但费时费力，无法进行大规模的养殖池自动提取。相比目视解译，指数法因其运算简单而有效提高了提取效率。其主要思想是通过不同波段间的光谱值构建光谱指数，从而抑制背景地物的同时增强目标地物，该指数适用于光谱差异较大的情况，然而当养殖池临近存在光谱与空间结构相似盐田时，会产生错分的结果。而解决这一问题的手段主要有两种：深度学习与机器学习和面向对象的方法。前一种方法通过深度提取特征来对养殖池和其它地物类别进行分类，然而该方法的计算量较大、自动化程度较低，并且当样本数量不充足时会导致移植性较差。后一种方法通过特征的局部均匀性形成不同的区域对象，再通过纹理、形状、光谱等多种特征进行分类，其优势在于可以克服传统基于像素方法中的“椒盐效应”。

虽然上述方法均能够提取海岸养殖池，然而其提取区域通常还包含盐田，从而造成海岸带养殖池提取精度下降，其原因是盐田主要由结晶池、蒸发池和蓄水池构成，而蒸发池和蓄水池与海岸带养殖池在光谱和空间结构具有较大的相似性。为了解决这一问题，一些研究采用最大似然分类器进行监督分类后，通过人工目视判读对十八种海岸地物进行分类。或者采用土地覆盖分类的方法缓解了水体指数方法无法区分盐田和养殖池的问题。虽然上述两种方法考虑了盐田对养殖池提取带来的问题，然而提取精度通常依赖于训练样本的数量，然而养殖区尚缺乏大数据量的样本库。为此，领域内提出了另一种方法，即使用归一化盐田指数判别盐田与养殖区，而盐田指数主要利用蓝色波段和近红外-1波段的光谱差异构建，因此该方法适合于这两个波段有明显差异的养殖池和盐田结晶池。

目前，海岸养殖池提取仍存在以下问题：1、中等分辨率图像分辨率较低使得养殖池的堤坝仅有一至两个像素的宽度，经常与相邻养殖池粘合在一起难以有效去除。2、光谱与位置具有相似性的盐田存在，使得有效提取海岸带养殖池成为一个挑战性的问题。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种基于空间相似性与修正盐田指数的海岸养殖池提取方法，能够有效的提取中等分辨率下多光谱图像的含盐田海岸带养殖池。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于空间相似性与修正盐田指数的海岸养殖池提取方法，包括：

获取Landsat-8图像数据，并对所述Landsat-8图像数据进行预处理；

对预处理后的图像进行条状水体定位，从而获得海岸带水体图像数据；

基于结晶池和养殖池的光谱差异性以及结晶池的条纹状纹理特征提取盐田的结晶池区域图像数据；

基于蓄水池与结晶池的空间分布特性提取蓄水池区域图像数据；

在所述海岸带水体图像数据中去除所述结晶池区域图像数据和蓄水池区域图像数据，从而获取养殖池区域图像信息。

进一步地，基于结晶池和养殖池的光谱差异性提取盐田的结晶池区域图像数据，包括：基于修正的联合归一化差异盐田指数获取盐田的结晶池区域图像数据，所述修正的联合归一化差异盐田指数为：