[发明专利]一种黄河下游洪水预警方法

说明书

本发明提出了一种黄河下游洪水预警方法，用于解决水体信息识别不完整，造成黄河下游洪水预警准确率低的技术问题。本方法的步骤为：首先，采集不同波段的遥感图像数据进行叠加，得到叠加后的遥感数据；其次，标注黄河中游位置，划分局部区域，并对局部区域进行聚类德奥黄河水体识别结果；然后，根据计算得到的各局部区域的水体识别率，得到最优波段；最后，根据最优波段对遥感数据进行重新分类得到最终的黄河水体识别结果；并将最终的黄河水体识别结果作为预警数据，实现黄河下游洪水预警。在黄河的不同地质区域，本发明都能得到较好的黄河水体识别结果，提高了黄河中游水体规模的识别精度，进而提高了黄河下游洪水预警的准确率。

技术领域

本发明涉及图像数据处理技术领域，特别是指一种黄河下游洪水预警方法。

背景技术

洪水的爆发不仅会给社会带来经济损失，而且会产生人员的伤亡，因此，可以通过洪水预警提前对洪水下游区域发出警报，进而可降低洪水带来的经济损失和人员伤亡。其中黄河下游洪水主要来自黄河中游，通过遥感图像可实现对黄河中游的水体规模识别，从而实现对黄河下游洪水预警。

由于卫星在采集遥感图像时，是通过采集不同波段的光谱信息进行遥感成像，而不同波段的遥感信息对水体具有不同光谱值响应，导致在利用遥感图像进行黄河水体识别时，如果波段范围选择不佳，会导致提取到的水体信息不完整。并且由于黄河跨度较广，在不同的地质区域，采用不同的波段范围，导致黄河水体具有不同的识别效果。

发明内容

针对上述背景技术中存在的不足，本发明提出了一种黄河下游洪水预警方法，解决了水体信息识别不完整，造成黄河下游洪水预警准确率低的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种黄河下游洪水预警方法，其步骤如下：

步骤一：采集不同波段的遥感图像数据，并选取红、绿、蓝波段的遥感图像数据进行叠加，得到叠加后的遥感数据；所述遥感图像数据是指地物信息的光谱值。

步骤二：利用人工标注获取叠加后的遥感数据中的黄河中游位置；并对叠加后的遥感数据的图像按照沿垂直于黄河水体延伸方向进行水体区域划分，得到M个局部区域；

步骤三：对各局部区域进行聚类获取K个类别，将黄河中游位置与K个类别中的类别进行映射，得到各局部区域的黄河水体识别结果；

步骤四：计算各局部区域内属于水体类别的水体平滑度，结合水体平滑度与邻域所有类别中间的遥感数据差值，得到各局部区域内的水体识别率；

所述水体平滑度的计算方法为：根据各局部区域的黄河水体识别结果获取当前第i个局部区域中的水体类别g_i；利用边缘检测算法对当前第i个局部区域中的水体类别g_i进行处理，得到水体类别g_i的边缘像素点；采用多项式拟合的方法对水体类别g_i的边缘像素点的坐标进行拟合，得到对应的拟合函数；对拟合函数进行一阶导，得到对水体类别g_i中边缘像素点在拟合函数上各个坐标点对应的斜率值；获取当前所有斜率值的方差值，作为当前第i个局部区域中的水体类别g_i的水体平滑度S_i。

所述水体识别率的计算方法为：

L_i＝exp(-a*S_i)*C_i；

其中，L_i为第i个局部区域内的水体识别率，C_i为第i个局部区域内黄河水体识别结果所在类别内的遥感数据与邻域类别内的遥感数据的差异平均值，a为超参数，exp()表示以自然常熟e为底的指数函数。

所述第i个局部区域内黄河水体识别结果所在类别内的遥感数据与邻域类别内的遥感数据的差异平均值C_i的获取方式为：