[发明专利]一种基于微波遥感的海岸带养殖水体对象提取方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于微波遥感的海岸带养殖水体对象提取方法及装置，通过结合水体与非水体对象的后向散射特征，以及海岸带养殖水体在遥感影像上的形状特征来实现大规模海岸带区域养殖水体对象的遥感自动提取。

技术领域

本发明涉及遥感与地理信息科学技术领域，尤其是指一种基于微波遥感的海岸带养殖水体对象提取方法及装置，可读储存介质及计算机控制系统。

背景技术

利用遥感技术开展养殖水体对象提取是海岸带生态环境监测的重要研究方向。其检测效率和质量直接关系到后续水产养殖业的发展状况，但传统的海岸带生态环境监测是通过遥感目视解译，一般为人工检测，耗时耗力，为了提高测量精度和准度，解译人员需具备较强的专业知识和能力，且人工监测效率低，监测环境恶劣，容易受人员主观因素影响。因此通过研究相关算法和模型来实现海岸带养殖水体对象的遥感自动提取十分必要。光学遥感易受云雨天气影响，并且高分辨率光学遥感影像价格昂贵，获取难度较高，不适用于海岸带生态环境监测，因此需要开发一种易获取数据且可实现大规模水体自动提取的方法。

发明内容

针对上述背景技术中的问题，提供了一种基于微波遥感的海岸带养殖水体对象提取方法，可快速精确的通过结合水体与非水体对象的后向散射特征，以及养殖水体在遥感影像上的形状特征来实现大规模海岸带区域养殖水体对象的遥感自动提取。

本发明所述的一种基于微波遥感的海岸带养殖水体对象提取方法，包括：

S1获取多时相卫星传感器拍摄的合成孔径雷达遥感影像；

S2对所述合成孔径雷达遥感影像进行预处理；

S3获取所述合成孔径雷达遥感影像单位面积上的后向散射系数；

S4对所述后向散射系数求中位数，形成SAR中位数遥感影像；

S5获取GSHHG海岸线数据，以所述GSHHG海岸线数据对所述SAR中位数遥感影像进行陆海掩膜；

S6获取SRTM DEM数据，对经过陆海掩膜的SAR中位数遥感影像进行地形掩膜；

S7对经过地形掩膜的SAR中位数遥感影像划分水体像元和非水体像元，将SAR中位数遥感影像转换为二进制影像；

S8采用连通域标记算法对所述二进制影像进行水体对象和非水体对象分割；

S9基于光学遥感影像海岸带养殖水体对象样本，对所述二进制影像的海岸带养殖水体对象自动提取。

本发明通过本发明通过通过结合水体与非水体对象的后向散射特征，以及养殖水体在遥感影像上的形状特征来实现大规模海岸带区域养殖水体对象的遥感自动提取，提高了基于微波遥感的海岸带养殖水体对象提取效率和精度，且准确率高，速度快，实时性好。

具体地，对所述合成孔径雷达遥感影像进行预处理包括：影像配准、斑点滤波、地理编码和辐射定标。

进一步地，所述后向散射系数为单位面积上的雷达回波信号强度，以分贝为单位表示大小，水体像元在遥感影像中呈现低后向散射系数，非水体像元在遥感影像中呈现高后向散射系数。

具体地，对所述后向散射系数求中位数，形成SAR中位数遥感影像的步骤包括：下载覆盖同一海岸带区域的多时相哨兵1号合成孔径雷达遥感影像，预处理后得到各像元处后向散射系数，对每个像元的后向散射系数数值序列计算中位数，将多时相的合成孔径雷达遥感影像综合为一幅SAR中位数遥感影像。

具体地，对经过地形掩膜的SAR中位数遥感影像划分水体像元和非水体像元，将SAR中位数遥感影像转换为二进制影像的步骤包括：

用陆海掩膜排除SAR中位数遥感影像中属于海洋的像元，保留属于陆地的像元；用最大类间方差法划分影像中的水体像元和非水体像元，所述最大类间方差法如下式：