专利名称：基于tm影像的水体信息提取方法
技术领域：
本发明属于遥感技术、GIS技术的交叉领域，特别涉及一种基于图像处理的水体信息提取方法。
背景技术：
遥感技术是一种不直接接触探测目标，从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线对目标进行探测和判断译读，从而揭示目标特性的综合性探测技术。遥感技术由于其具有的覆盖范围广、光谱范围大、时空分辨率高、光谱分辨率高、穿透能力强、对考古文物的无损探测等优点，在很多领域获得了很好的应用。地物的电磁辐射信息通过遥感系统的记录、传送、加工及转化后即能得到我们所使用的遥感影像数据。遥感影像处理的方法、步骤、方案的选择以及程序设计都要从遥感影像的特征和处理目的出发，遥感影像处理也就是对影像信息的加工和提取的过程。·地理信息系统(GIS)是20世纪60年代中期兴起的一门交叉边缘学科。GIS利用计算机建立地理数据库，将空间实体的分布状况拆分成若干属性进行数字存储，建立数据管理系统，同时开发出各种分析和处理功能，并将处理结果以地图、图元及数据的形式表示出来。TM影像(指美国陆地卫星4-5号专题制图仪(thematic mapper)所获取的多波段扫描影像)记载了地物对电磁波的反射信息和地物自身的热辐射信息。各地物由于其物化性质的差异，从而导致它们对电磁波的反射不同，以及其热辐射也不完全相同。对于水体来说，它几乎吸收了近红外和中红外波段内的全部入射能量，因此，这两个波段上，水体较容易与其他地物区分开来。水体在这两个波段上呈现出暗色调，而土壤、植被则呈现出相对较亮的色调。但是，在山区，由于受到山体阴影的影响，使得在阴坡面近红外、中红外两个波段的反射能量特别低，也呈现出暗色调。水体与山体阴影的混淆使得阈值法提取水体信息在这两个波段上难以进行。常见的基于TM影像的水体提取方法主要有单波段阈值法、谱间关系法、归一化水体指数法和IHS变换法，下面分别进行介绍。单波段阈值法的主要思想是在水陆敏感的第5波段，通过设定阈值即可将水体提取出来。单波段阈值法存在固有缺陷阈值太小，提取到的山体阴影信息会增多；阈值太大，则很多水体信息会被忽略。而且，单波段阈值法提取水体在阈值设置上具有盲目性，需要大量的计算才能获得较好的效果。单波段阈值法可以通过诸如直方图统计法等方法来辅助获取阈值并进行优化，加快最优阈值的计算，但是仍旧不能消除山体阴影较多等不足。谱间关系法利用水体具有的(TM2+TM3) > (TM4+TM5)这一独特的谱间关系特征构建模型来进行水体提取，并用TM的4、3、2作假彩色合成影像来目视检验谱间关系法提取水体的效果。经典谱间关系法提取出来的水体较“纯净”，能有效地去除山体阴影的影响，不足之处是对细小河流的提取效果不明显。归一化水体指数法是指利用归一化水体指数#D2￥ μ 4 r m+来提取水体信息。归一化水体指数法对水体的提取效果一般，对细小水体的提取并没有什么帮助；归一化水体指数法提取出的水体中仍旧包含大量的山体阴影信息，甚至比谱间关系法提取出水体里包含的山体阴影还要多。IHS (Intensity, Hue, Saturation)空间变换法提取水体,先对TM影像进行IHS变换，然后利用特定的阈值范围进行水体信息的提取。IHS变换法提取水体能有效去除山体阴影的影响，并且能提取到少部分较细小河流。同时，现有算法在准确率方面都存在不足，如表I所示表I
权利要求
1.一种基于TM影像的水体信息提取方法，其特征在于包括如下步骤 (1)将7个波段的文件进行数据融合，然后设置合适的边缘处理办法进行影像数据的拼接；再利用栅格化的目标区域的边界，对前述拼接好的影像数据进行裁剪； (2)针对TM影像的波谱信息建立水体信息提取模型(TM2+2*TM3)/ (TM4+TM5) > Ii1，其中，TM2、TM3、TM4、TM5分别表示TM影像的第2、3、4、5波段值，Ii1表示预先设定的阈值； (3)依照步骤(2)中的水体信息提取模型对所有TM像元进行处理，符合模型的赋值为1，不符合模型的赋值为O，得到包含大量噪声的二值图像； (4)利用TM3> k2建立山体阴影噪声去除模型，其中，k2表征山体阴影在第3波段上进行分割的分界点； (5)依照步骤(4)中的山体阴影噪声去除模型对TM影像的每一个像元的第3波段进行判断，若满足模型，则赋值为1，若不满足模型，则赋值为O，最后即得到去除山体阴影噪声的水体信息数据。
2.如权利要求I所述的基于TM影像的水体信息提取方法，其特征在于所述步骤(I)中，采用将后加入图景覆盖先加入图景的方法，或求取平均值的方法进行影像数据的拼接。
全文摘要
本发明公开一种基于TM影像的水体信息提取方法，包括如下步骤将7个波段的文件进行数据融合，然后设置合适的边缘处理办法进行影像数据的拼接；再利用栅格化的目标区域的边界，对前述拼接好的影像数据进行裁剪；针对TM影像的波谱信息建立水体信息提取模型；针对提取出的水体信息中的山体阴影噪声，建立噪声去除模型。此种水体信息提取方法可利用LandsatTM卫星影像，尽可能精确地提取水体信息，为后续科研提供基础水文信息。
文档编号G06T1/00GK102930496SQ20121042239
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月29日 优先权日2012年10月29日
发明者毕硕本, 王启富, 毕胜杰, 梁静涛, 乔文文 申请人:南京信息工程大学