一种基于高分一号卫星图像的水华区域的识别方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及遥感探测领域，尤其涉及一种基于高分一号卫星图像的水华区域的识别方法及装置。
【背景技术】
[0002]当前条件下，作为淡水资源重要组成部分的江河、湖泊等面临严重的污染问题。尤其是在发展中国家中，由于过分强调经济发展而忽视生态环境保护等方面的工作，生产、生活中的污水和其他废弃物大量排入江河、湖泊、水库等使得水体中的营养盐物质大量富集。水体中营养盐的聚集使得水体面临日益严峻的富营养化问题，另一方面，水体的富营养化问题常常导致藻类的过度繁殖和聚集，进而发展演变成水华灾害，给人们的生产生活带来严重的影响。
[0003]卫星遥感技术迅猛发展的今天，其在环境保护方面的作用越来越受到世界各国的重视。国内外的大量实验也已经证明了，卫星遥感技术能够针对特定目标快速获得大范围、长时间动态的信息，而且相对于传统方法，既省时省力又有很高的效率，优越性是其他获取环境信息的手段所无法比拟的。
【发明内容】
[0004]本申请提供了一种基于高分一号卫星图像的水华区域的识别方法及装置，目的在于解决如何从高分一号卫星的水域遥感图像中识别出水华区域的问题。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供了以下技术方案:
[0006]一种基于高分一号卫星图像的水华区域的识别方法，包括:
[0007]获取高分一号卫星水域图像；
[0008]获取所述高分一号卫星水域图像的水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜；
[0009]获取所述高分一号卫星水域图像的三波段藻华指数图像；
[0010]在所述水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜的监督下，将所述三波段藻华指数图像中大于预设阈值的区域识别为水华区域，所述预设阈值为使得提取出的水华区域与彩色合成图像上的水华区域的偏差在预设范围内的阈值，所述彩色合成图像由所述高分一号卫星水域图像转换得到。
[0011]可选地，所述预设阈值的获取方法包括:
[0012]获取初始阈值，所述初始阈值依据所述三波段藻华指数图像中满足预设条件的水华区域与其它区域的分割阈值确定；
[0013]使用所述初始阈值从所述三波段藻华指数图像中提取水华区域；
[0014]将提取到的水华区域与所述彩色合成图像上的水华区域相比较，执行以下过程，直到提取出的水华区域与彩色合成图像上的水华区域的面积的偏差在预设范围内，使得提取出的水华区域与彩色合成图像上的水华区域的面积的偏差在预设范围内的阈值为所述预设阈值:
[0015]如果所述水华区域的面积小于所述彩色合成图像上的水华区域的面积，则将当前阈值减去步长值，得到迭代阈值，使用所述迭代阈值从所述三波段藻华指数图像中提取水华区域；
[0016]如果所述水华区域的面积大于所述彩色合成图像上的水华区域，则将当前阈值增加步长值，得到迭代阈值，使用所述迭代阈值从所述三波段藻华指数图像中提取水华区域。
[0017]可选地，所述初始阈值的获取方法包括:
[0018]获取参考水华区域，所述参考水华区域为全部水华区域中预设数量的密度较低的水华区域；
[0019]对于每个参考水华区域，依据其像素值与水体像素值的区别，分别统计可将其与水体进行分割的阈值；
[0020]依据各个阈值，确定所述初始阈值。
[0021]可选地，在所述获取所述高分一号卫星水域图像的水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜之前，还包括:
[0022]将所述高分一号卫星水域图像进行精校正和裁剪，得到第一目标图像；
[0023]对所述第一目标图像进行瑞利散射校正，得到第二目标图像；
[0024]所述获取所述高分一号卫星水域图像的水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜包括:
[0025]获取所述第二目标图像的水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜。
[0026]可选地，所述将所述高分一号卫星水域图像进行精校正包括:
[0027]选择一景研究区的经过精确几何校正的卫星遥感影像为基准(本研究中下载了一景经过几何精校正的Landsat8影像作为基准)，对一景无云的天气条件良好的GF-1多光谱遥感影像数据进行几何精校正，将该景几何精校正后的GF-1多光谱遥感影像作为配准模板，对获取的所有GF-1多光谱遥感影像进行几何精校正。
[0028]一种基于高分一号卫星图像的水华区域的识别装置，包括:
[0029]第一获取模块，用于获取高分一号卫星水域图像；
[0030]第二获取模块，用于获取所述高分一号卫星水域图像的水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜；
[0031]第三获取模块，用于获取所述高分一号卫星水域图像的三波段藻华指数图像；
[0032]识别模块，用于在所述水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜的监督下，将所述三波段藻华指数图像中大于预设阈值的区域识别为水华区域，所述预设阈值为使得提取出的水华区域与彩色合成图像上的水华区域的偏差在预设范围内的阈值，所述彩色合成图像由所述高分一号卫星水域图像转换得到。
[0033]可选地，还包括:
[0034]阈值获取模块，用于获取所述预设阈值；
[0035]所述阈值获取模块具体用于，获取初始阈值，所述初始阈值依据所述三波段藻华指数图像中满足预设条件的水华区域与其它区域的分割阈值确定；
[0036]使用所述初始阈值从所述三波段藻华指数图像中提取水华区域；
[0037]将提取到的水华区域与所述彩色合成图像上的水华区域相比较，执行以下过程，直到提取出的水华区域与彩色合成图像上的水华区域的面积的偏差在预设范围内，使得提取出的水华区域与彩色合成图像上的水华区域的面积的偏差在预设范围内的阈值为所述预设阈值:
[0038]如果所述水华区域的面积小于所述彩色合成图像上的水华区域的面积，则将当前阈值减去步长值，得到迭代阈值，使用所述迭代阈值从所述三波段藻华指数图像中提取水华区域；
[0039]如果所述水华区域的面积大于所述彩色合成图像上的水华区域，则将当前阈值增加步长值，得到迭代阈值，使用所述迭代阈值从所述三波段藻华指数图像中提取水华区域。
[0040]可选地，所述阈值获取模块还用于:
[0041]获取参考水华区域，所述参考水华区域为全部水华区域中预设数量的密度较低的水华区域；
[0042]对于每个参考水华区域，依据其像素值与水体像素值的区别，分别统计可将其与水体进行分割的阈值；
[0043]依据各个阈值，确定所述初始阈值。
[0044]可选地，还包括:
[0045]预处理模块，用于在所述获取所述高分一号卫星水域图像的水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜之前，将所述高分一号卫星水域图像进行精校正和裁剪，得到第一目标图像；并对所述第一目标图像进行瑞利散射校正，得到第二目标图像；
[0046]所述第二获取模块用于获取所述高分一号卫星水域图像的水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜包括:
[0047]所述第二获取模块具体用于，获取所述第二目标图像的水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜。
[0048]可选地，所述预处理模块用于将所述高分一号卫星水域图像进行精校正包括:
[0049]所述预处理模块具体用于，选择一景研究区的经过精确几何校正的卫星遥感影像为基准(本研究中下载了一景经过几何精校正的Landsat8影像作为基准)，对一景无云的天气条件良好的GF-1多光谱遥感影像数据进行几何精校正，将该景几何精校正后的GF-1多光谱遥感影像作为配准模板，对获取的所有GF-1多光谱遥感影像进行几何精校正。
[0050]本申请所述的基于高分一号卫星图像的水华区域的识别方法及装置，获取高分一号卫星水域图像，高分一号卫星水域图像的水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜，以及高分一号卫星水域图像的三波段藻华指数图像，在水体掩膜、云层掩膜及水草掩膜的监督下，将大于预设阈值的区域识别为水华区域，其中，预设阈值为使得提取出的水华区域与彩色合成图像上的水华区域的偏差在预设范围内的阈值，可见，采用本申请所述的方法及装置，能够实现从遥感图像中提取水华区域的目的。
【附图说明】
[0051]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0052]图1为本申请实施例公开的一种基于高分一号卫星图像的水华区域的识别方法的流程图；
[0053]图2为本申请实施例公开的确定预设阈值的方法的流程图；
[0054]图3为本申请实施例公开的又一种基于高分一号卫星图像的水华区域的识别方法的流程图；
[0055]图4为本申请实施例公开的一种基于高分一号卫星图像的水华区域的识别装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0056]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实