[发明专利]一种利用SAR数据与多光谱数据进行城市水体提取方法

说明书

本发明提供一种利用SAR数据与多光谱数据进行城市水体提取方法，包括选取监测区的高分辨率星载X波段合成孔径雷达数据影像数据、计算得出归一化水体指数等步骤，本发明利用同一监测区内的高分辨率星载合成孔径雷达数据影像数据与星载高分辨率多光谱数据影像，提高星载高分辨率多光谱数据影像水体提取的精度；引入微波成像的主动遥感技术，克服了现有技术受限于光学传感器潜在的对外界光源响应不均匀，无法提取出完整的水体范围的问题；同时利用微波成像的主动遥感技术特有的散射波接收记录方式，完全规避掉影子对水体范围提取的影响；利用水体与积雪的不同物理形态所导致的后向散射系数的不同，解决了积雪对于水体范围提取的影响。

技术领域

本发明涉及大数据分析应用技术领域，涉及一种利用SAR数据与多光谱数据进行城市水体提取方法。

背景技术

水体污染一直以来都是世界上最为主要的污染之一，水体污染具有易扩散与污染物成分复杂等特性，水质污染严重威胁到了人类工作与生活的健康。水体污染主要的水污染物包括化学品、垃圾、细菌和寄生虫。这些污染物随着空气污染物集中在湖泊和海洋上并随着自然降水流入水体中；另一方面，污染物也会聚集在土地上，随着自然降水渗入地下水中，但无论从哪种方式的水体污染，最终都会威胁到人类的身体健康。

随着全球城市化愈发快速的今天，城市水体污染也越来越严重，不同于海洋与大型湖泊、河流的水体污染，大量的人类活动使得城市水体更容易受到污染，无论是随着自然降水落入到水体中的由于城市热岛效应而聚集的温室气体与雨水生成的化合物还是人为的乱排乱放都严重的影像到城市水体质量，反过来，城市水体污染也会在污染爆发的第一时间影像到城市居民的生活与生产的健康。

近些年来，遥感技术的引入使得水体污染治理可以大范围的监测与反演整个水域的污染情况，该技术不仅可以对水体污染进行量化，而且也可以很好的结合整个城市水体流域的空间相干性从而可以更好的提出水体污染治理方案，遥感水质监测主要是利用光学多光谱数据，根据水体污染对于不同波长的光的反射特性进行波段计算并利用经验线性模型对污染物进行反演。在对遥感数据分析之前，水陆分离的预处理是必须的。

当今比较普遍的利用遥感多光谱影像对水体区域提取的方法是利用遥感多光谱数据计算出的水体归一化指数(NDWI)。该方法是利用遥感多光谱数据的860nm波段反射率值与1240nm波段反射率值进行波段计算，从而获得一个指数图。研究人员与遥感应用从业者可以通过调整阈值的方法获取到水体的区域，最终将水体区域与陆地区域分离开来。这样就可以进行进一步的水体污染程度的分析。

虽然自1996年由Bo-Cai Gao提出水体归一化指数(NDWI)以来，该方法被学术界广泛认可，但是在实际应用中，这种水体提取的方法往往无法很好的提取出完整的水体，特别是对于城市水体提取应用中，该方法主要存在的问题有：(1)方法较为原始，提取精度低；(2)需要过多的人为干预；(3)没有办法解决影子干扰的问题；(4)没有办法解决积雪雪干扰问题。

发明内容

针对上述背景技术所阐述的问题，本发明目的是提供一种利用SAR数据与多光谱数据进行城市水体提取方法，使用高分辨率星载X波段合成孔径雷达数据与高分辨率星载多光谱数据结合，对于城市水体进行提取。

本发明解决的技术问题：利用高分辨率星载X波段合成孔径雷达数据与高分辨率星载多光谱数据结合克服影子与积雪对水体提取的影像。提出一种大范围，高精度，无需人工勾画的水体信息自动提取的方法。由于引入更多高精度遥感数据信息从而使得水体提取过程更简单，水体提取结果更可靠。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用SAR数据与多光谱数据进行城市水体提取方法，包括如下步骤：

Q1：选取监测区的高分辨率星载X波段合成孔径雷达数据影像数据，对影像数据做多视处理，将合成孔径雷达影像数据转换成为强度信息数据，调整影像的图像方位向分辨率，影像的图像中的地物形状更接近真实地物形状；