[发明专利]基于高分辨率卫星遥感影像的城市不透水面提取方法

摘要

本发明公开了一种基于高分辨率卫星遥感影像的城市不透水面提取方法，以高分辨率卫星遥感影像为数据源，结合归一化建筑指数、归一化植被指数、改进的归一化水体指数以及归一化土壤指数建立了一种新的高分辨率城市不透水面综合指数。本发明考虑不透水面与植被、水体、裸体之间的差异，避免了单个指数提取不透水面时所面临的异物同谱等问题。相对于传统方法单独使用不透水面指数提取城市不透水面，本发明模型的反演效果较好，能够挖掘不透水面的特征信息，为准确、全面的提取较大范围的高空间分辨率城市不透水面提供新的技术和手段。

主权项

1.一种基于高分辨率卫星遥感影像的城市不透水面提取方法，其特征在于，包括如下步骤：获高分辨率的卫星遥感影像数据，并进行大气校正、投影变换和拼接的预处理，以预处理后的影像数据为基础进行以下处理：采用最邻近插值方法对中红外1波段和中红外2波段的影像数据进行插值处理，使分辨率与其他波段影像的分辨率相同；结合绿波段、蓝波段、红波段、近红外波段、中红外1波段和中红外2波段这6个波段信息进行穗帽变换计算，获取亮度信息TC1，并对亮度信息TC1进行归一化处理：利用影像数据在红波段的反射率ρ_R和近红外波段的反射率ρ_NIR计算归一化植被指数NDVI，并对归一化植被指数NDVI进行归一化处理：利用影像数据在近红外波段的反射率ρ_NIR和中红外1波段的反射率ρ_SWIR1计算归一化建筑指数NDBI，并对归一化建筑指数NDBI进行归一化处理：利用影像数据在绿波段的反射率ρ_Green和中红外1波段的反射率ρ_SWIR1计算改进的归一化水体指数MNDWI，并对改进的归一化水体植被MNDWI指数进行归一化处理：利用影像在绿波段的反射率ρ_Green和中红外2波段的反射率ρ_SWIR2计算归一化土壤指数NDSI，并对归一化土壤指数NDSI进行归一化处理，再结合归一化的亮度信息TC1_nor，计算相对归一化土壤指数RNDSI，并对相对归一化土壤指数RNDSI进行归一化处理：基于NDBI_nor、NDVI_nor、MNDWI_nor和RNDSI_nor构建待提取区域的城市不透水面综合指数模型：CompositedISI＝NDBI_nor‑MNDWI_nor‑NDVI_nor‑RNDSI_nor结合绿波段、蓝波段、红波段、近红外波段、中红外1波段和中红外2波段这6个波段信息，计算不透水面综合指数，获取高分辨率的城市不透水面综合指数影像，利用Otsu算法对高分辨率的城市不透水面综合指数影像进行阈值提取：上式中，σ²表示透水面和不透水面之间的类间方差，μ₁和μ₀分别为影像中属于不透水面和透水面的像元的不透水面综合指数平均值，μ为影像中全部像元的不透水面综合指数平均值，w₁和w₀分别为影像中属于不透水面和透水面的像元的比例；结合所提取的阈值threshold，对高分辨率的城市不透水面综合指数影像进行二值化处理，得到二值分隔后的高分辨率城市不透水面影像IS:(i，j)表示不透水面综合指数影像的像素坐标，CompositedISI(i,j)表示高分辨率的城市不透水面综合指数影像对应(i，j)位置的指数值。