一种不透水层的提取方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于遥感影像处理技术领域，尤其设及一种不透水层的提取方法及装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，城市作为人口最为集聚和人类活动最为强烈的地区，其环境和气候等日 益受到关注；城市的扩展直接改变了±地覆盖、±地利用的状况，也直接影响局部的气候、 生态和环境。不透水层作为城市化进程和城市化率评估的重要指标，对分析评价城市地区 的气候、环境、水循环等具有重要的意义。
[0003] 现有技术中，利用遥感影像进行的不透水层提取方法主要包括；监督分类法、混合 像元分解法、谱间关系法、不透水指数法等；但该些方法在进行大数据的处理过程中主要依 靠人工提取，不仅耗时耗力，而且人为主观影响严重。实际应用中，普遍采用的方法是指数 提取法，但指数提取法利用已有的不透水层指数在提取不透水层时无法将裸±部分剔除， 导致结果不精确，在后续的提取过程中产生较大误差；特别是在较干旱、裸±地表较多的西 北地区，W及东部地区旱季影像上的提取中产生更大的误差。
[0004] 基于此，目前亟需一种新型的提取方法，重新构建能够有效区分裸±的不透水层 提取指数，降低不透水层的提取误差。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种不透水层的提取方法及装 置。
[0006] 本发明提供一种不透水层的提取方法，所述方法包括：
[0007] 获取卫星影像数据；
[000引计算所述影像数据在A波段的大气层福亮度P 将所述影像数据预处理为福亮 度影像数据；
[0009] 根据所述福亮度影像数据中的绿光波段像元数据和近红外波段像元数据计算调 整归一化水体指数MNDWI;
[0010] 当所述MNDWI不大于0时，在所述福亮度影像数据中选取各类地物的纯净像元数 据；
[0011] 利用建筑线方程、±壤线方程及±壤阴影线方程确定垂直不透水层指数PBI的系 数n;
[001引利用公式PBI=nBlue-NIR计算PBI指数；
[0013] 根据均值标准差法确定所述PBI指数的不透水层的提取阔值T;其中，
[0014] 当所述PBI指数大于所述阔值T时，确定影像像元为不透水层区域；所述A取值 为自然数。
[0015] 上述方案中，所述计算所述影像数据在A波段的大气层福亮度P,包括；
[0016] 根据公式P' .=MpQt,i-Ap计算未校正的A波段大气层福亮度P'
[0017] 根据公式
对所述未校正的A波段大气层福亮度P 进行校正， 获取校正后的A波段的大气层福亮度P其中，所述MP为增益系数；所述为A波段 的所述影像像元亮度DN值；所述Ap为偏置系数；所述0SC为当地的太阳高度角。
[0018] 上述方案中，所述根据所述福亮度影像数据中的绿光波段像元数据和近红外波段 像元数据计算调整归一化水体指数MNDWI包括：
[0019] 利用公式
计算所述调整归一化水体指数MNDWI;其中，所 述Green为所述福亮度影像数据中的绿光波段像元数据，所述NIR为所述福亮度影像数据 中近红外波段像元数据。
[0020] 上述方案中，所述利用建筑线方程确定垂直不透水层指数PBI的系数n包括：
[0021] 对所述不透水层的样本散点进行线性最小二乘拟合，确定所述建筑线方程y= BfaX+b；
[0022] 当确定所述不透水层所在区域存在山体阴影时，构建±壤和山体阴影样本数据， 对所述±壤和山体阴影样本数据进行最小二乘拟合，确定±壤阴影线方程y=a,,x+b;
[0023] 利用公式
计算所述垂直不透水层指数PBI的系数n;其中，n与a相 等。
[0024] 上述方案中，当确定所述不透水层所在区域不存在山体阴影时，所述方法还包 括：
[0025] 构建±壤样本数据，对所述±壤样本数据进行最小二乘拟合，确定±壤线方程y =a曰x+b;
[0026] 利用公式
计算所述垂直不透水层指数PBI的系数n;其中，n与a' 相等。
[0027] 上述方案中，所述根据均值标准差法确定所述PBI指数的不透水层提取阔值T包 括：
[002引对福亮度影像数据进行统计获取PBI影像像元的均值y和标准差e;
[0029] 利用公式T=y+e确定所述PBI指数的不透水层提取阔值T。
[0030] 本发明同时还提供了一种不透水层的提取装置，所述装置包括：
[0031] 获取单元，所述获取单元用于获取卫星影像数据；
[0032] 预处理单元，所述预处理单元用于计算所述影像数据在A波段的大气层光谱反 射率P将所述影像数据预处理为福亮度影像数据；
[0033] 计算单元，所述计算单元用于根据所述福亮度影像数据中的绿光波段像元数据和 近红外波段像元数据计算调整归一化水体指数MNDWI;
[0034] 选取单元，所述选取单元用于确定当所述调整归一化水体指数不大于0时，在所 述福亮度影像数据中选取各类地物的纯净像元数据；
[0035] 第一确定单元，所述第一确定单元用于利用建筑线方程、±壤线方程及±壤阴影 线方程确定垂直不透水层指数PBI的系数n;
[0036] 第二确定单元，所述第二确定单元用于利用公式PBI=nBlue-NIR计算PBI指数；
[0037] 第=确定单元，所述第=确定单元用于根据均值标准差法确定所述PBI指数的不 透水层的提取阔值T;
[003引第四确定单元，所述第四确定单元用于确定当所述PBI指数大于所述阔值T时，确 定影像像元为不透水层区域；其中，所述A取值为自然数。
[0039] 上述方案中，所述预处理单元具体用于：
[0040] 根据公式P' .=MpQt,i-Ap计算未校正的A波段大气层福亮度P'
[0041] 根据公式，
对所述未校正的A波段大气层福亮度P进行校正， 获取校正后的A波段的大气层福亮度P其中，所述MP为增益系数；所述为A波段 的DN值；所述Ap为偏置系数；所述0SE为当地的太阳高度角。
[0042] 上述方案中，所述计算单元具体用于：
[0043] 利用公式
计算所述调整归一化水体指数MNDWI;其中，所 述Green为所述福亮度影像数据中的绿光波段像元数据，所述NIR为所述福亮度影像数据 中的近红外波段像元数据。
[0044] 上述方案中，所述第一确定单元具体用于：
[0045] 对所述不透水层的样本散点进行线性最小二乘拟合，确定所述建筑线方程y= BfaX+b；
[0046] 当确定所述不透水层所在区域存在山体阴影时，构建±壤和山体阴影样本数据， 对所述±壤和山体阴影样本数据进行最小二乘拟合，确定±壤阴影线方程y=a,,x+b;
[0047] 利用公式
计算所述垂直不透水层指数PBI的系数n;其中，n与a相 等；
[0048] 当确定所述不透水层所在区域不存在山体阴影时，构建±壤样本数据，对所述± 壤样本数据进行最小二乘拟合，确定±壤线方程y=a,x+b;
[0049] 利用公式
计算所述垂直不透水层指数PBI的系数n;其中，n与a' 相等。
[0050] 本发明提供了一种不透水层的提取方法及装置，所述方法包括：获取卫星影像数 据；计算所述影像数据在A波段的大气层福亮度P将所述影像数据预处理为福亮度影 像数据；根据所述福亮度影像数据中的绿光波段像元数据和近红外波段像元数据计算调整 归一化水体指数MNDWI，当所述MNDWI不大于0时，在所述福亮度影像数据中选取各类地物 的纯净像元数据；利用建筑线方程、±壤线方程及±壤阴影线方程确定垂直不透水层指数 PBI的系数n;利用公式PBI=nBlue-NIR计算PBI指数；根据均值标准差法确定所述PBI 指数的不透水层的提取阔值T;其中，当所述PBI指数大于所阔值T时，确定影像像元为不 透水层区域；所述A取值为自然数；如此，所述不透水层的提取方法构建的PBI指数能够 有效区分各类不透水层、水体、植被及裸±地表，降低了不透水层的提取误差；并且该方法 对不同数据源的卫星影像数据均具有适用性。
【附图说明】
[0051] 图1为本发明实施例一提供的不透水层的提取方法流程示意图；
[0化2] 图2为本发明实施例二提供的不透水层的提取装置结构示意图；
[0053]图3为本发明实施例S提供的有山体阴影区域的原始影像图；