專利名稱：基于tm影像的水體信息提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于遙感技術(shù)、GIS技術(shù)的交叉領(lǐng)域，特別涉及一種基于圖像處理的水體信息提取方法。
背景技術(shù)：
遙感技術(shù)是一種不直接接觸探測目標(biāo)，從遠距離感知目標(biāo)反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線對目標(biāo)進行探測和判斷譯讀，從而揭示目標(biāo)特性的綜合性探測技術(shù)。遙感技術(shù)由于其具有的覆蓋范圍廣、光譜范圍大、時空分辨率高、光譜分辨率高、穿透能力強、對考古文物的無損探測等優(yōu)點，在很多領(lǐng)域獲得了很好的應(yīng)用。地物的電磁輻射信息通過遙感系統(tǒng)的記錄、傳送、加工及轉(zhuǎn)化后即能得到我們所使用的遙感影像數(shù)據(jù)。遙感影像處理的方法、步驟、方案的選擇以及程序設(shè)計都要從遙感影像的特征和處理目的出發(fā)，遙感影像處理也就是對影像信息的加工和提取的過程?！さ乩硇畔⑾到y(tǒng)(GIS)是20世紀(jì)60年代中期興起的一門交叉邊緣學(xué)科。GIS利用計算機建立地理數(shù)據(jù)庫，將空間實體的分布狀況拆分成若干屬性進行數(shù)字存儲，建立數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，同時開發(fā)出各種分析和處理功能，并將處理結(jié)果以地圖、圖元及數(shù)據(jù)的形式表示出來。TM影像(指美國陸地衛(wèi)星4-5號專題制圖儀(thematic mapper)所獲取的多波段掃描影像)記載了地物對電磁波的反射信息和地物自身的熱輻射信息。各地物由于其物化性質(zhì)的差異，從而導(dǎo)致它們對電磁波的反射不同，以及其熱輻射也不完全相同。對于水體來說，它幾乎吸收了近紅外和中紅外波段內(nèi)的全部入射能量，因此，這兩個波段上，水體較容易與其他地物區(qū)分開來。水體在這兩個波段上呈現(xiàn)出暗色調(diào)，而土壤、植被則呈現(xiàn)出相對較亮的色調(diào)。但是，在山區(qū)，由于受到山體陰影的影響，使得在陰坡面近紅外、中紅外兩個波段的反射能量特別低，也呈現(xiàn)出暗色調(diào)。水體與山體陰影的混淆使得閾值法提取水體信息在這兩個波段上難以進行。常見的基于TM影像的水體提取方法主要有單波段閾值法、譜間關(guān)系法、歸一化水體指數(shù)法和IHS變換法，下面分別進行介紹。單波段閾值法的主要思想是在水陸敏感的第5波段，通過設(shè)定閾值即可將水體提取出來。單波段閾值法存在固有缺陷閾值太小，提取到的山體陰影信息會增多；閾值太大，則很多水體信息會被忽略。而且，單波段閾值法提取水體在閾值設(shè)置上具有盲目性，需要大量的計算才能獲得較好的效果。單波段閾值法可以通過諸如直方圖統(tǒng)計法等方法來輔助獲取閾值并進行優(yōu)化，加快最優(yōu)閾值的計算，但是仍舊不能消除山體陰影較多等不足。譜間關(guān)系法利用水體具有的(TM2+TM3) > (TM4+TM5)這一獨特的譜間關(guān)系特征構(gòu)建模型來進行水體提取，并用TM的4、3、2作假彩色合成影像來目視檢驗譜間關(guān)系法提取水體的效果。經(jīng)典譜間關(guān)系法提取出來的水體較“純凈”，能有效地去除山體陰影的影響，不足之處是對細小河流的提取效果不明顯。歸一化水體指數(shù)法是指利用歸一化水體指數(shù)#D2￥ μ 4 r m+來提取水體信息。歸一化水體指數(shù)法對水體的提取效果一般，對細小水體的提取并沒有什么幫助；歸一化水體指數(shù)法提取出的水體中仍舊包含大量的山體陰影信息，甚至比譜間關(guān)系法提取出水體里包含的山體陰影還要多。IHS (Intensity, Hue, Saturation)空間變換法提取水體,先對TM影像進行IHS變換，然后利用特定的閾值范圍進行水體信息的提取。IHS變換法提取水體能有效去除山體陰影的影響，并且能提取到少部分較細小河流。同時，現(xiàn)有算法在準(zhǔn)確率方面都存在不足，如表I所示表I
權(quán)利要求
1.一種基于TM影像的水體信息提取方法，其特征在于包括如下步驟 (1)將7個波段的文件進行數(shù)據(jù)融合，然后設(shè)置合適的邊緣處理辦法進行影像數(shù)據(jù)的拼接；再利用柵格化的目標(biāo)區(qū)域的邊界，對前述拼接好的影像數(shù)據(jù)進行裁剪； (2)針對TM影像的波譜信息建立水體信息提取模型(TM2+2*TM3)/ (TM4+TM5) > Ii1，其中，TM2、TM3、TM4、TM5分別表示TM影像的第2、3、4、5波段值，Ii1表示預(yù)先設(shè)定的閾值； (3)依照步驟(2)中的水體信息提取模型對所有TM像元進行處理，符合模型的賦值為1，不符合模型的賦值為O，得到包含大量噪聲的二值圖像； (4)利用TM3> k2建立山體陰影噪聲去除模型，其中，k2表征山體陰影在第3波段上進行分割的分界點； (5)依照步驟(4)中的山體陰影噪聲去除模型對TM影像的每一個像元的第3波段進行判斷，若滿足模型，則賦值為1，若不滿足模型，則賦值為O，最后即得到去除山體陰影噪聲的水體信息數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求I所述的基于TM影像的水體信息提取方法，其特征在于所述步驟(I)中，采用將后加入圖景覆蓋先加入圖景的方法，或求取平均值的方法進行影像數(shù)據(jù)的拼接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于TM影像的水體信息提取方法，包括如下步驟將7個波段的文件進行數(shù)據(jù)融合，然后設(shè)置合適的邊緣處理辦法進行影像數(shù)據(jù)的拼接；再利用柵格化的目標(biāo)區(qū)域的邊界，對前述拼接好的影像數(shù)據(jù)進行裁剪；針對TM影像的波譜信息建立水體信息提取模型；針對提取出的水體信息中的山體陰影噪聲，建立噪聲去除模型。此種水體信息提取方法可利用LandsatTM衛(wèi)星影像，盡可能精確地提取水體信息，為后續(xù)科研提供基礎(chǔ)水文信息。
文檔編號G06T1/00GK102930496SQ20121042239
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者畢碩本, 王啟富, 畢勝杰, 梁靜濤, 喬文文 申請人:南京信息工程大學(xué)