利用多期遥感影像提取砂质岸线系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及卫星遥感探测系统，具体为一种利用多期遥感影像提取砂质岸线系统。
【背景技术】
[0002]海岸线位置测定是人们研究海陆相互作用、海洋地质、气候变化和环境保护等必须进行的一项技术活动，也是进行海洋地形图测绘、海岸带调查等重要内容。因此，对海岸线的快速、准确探测有着重要的价值，但因为自然和人为的作用，实际的海岸线是时刻处在连续、动态的变化过程。
[0003]现有的海岸线提取系统主要包括传统的现场踏勘测量设备和基于遥感与地理的信息系统(GIS)。传统的现场踏勘测量设备探测海岸线，虽保证了岸线的精度，但费时、费力、成本高、易受到气候天气影响，难以实现大区域、长时间的监测。遥感影像上的水体是相对较特殊的图像部分，主要原因是水体的反射率随电磁波波长的增大而递减，至近红外波段的清澈水体时反射率降至零；另外水体浑浊度的增加会使水体的反射率有所上升，可能到短波红外波段，水体的反射率才降至零，正是根据这一特性，可以实现水陆分割，从而提取海岸线。目前，已有的遥感岸线探测系统，均使用的是单景单期影像并结果进行潮汐校正后获取岸线，系统的构成影响了岸线探测的精度和准确性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了利用多期遥感影像提取砂质岸线系统，用于解决现有技术的问题，通过图像预处理模块可以使用多期遥感影像作为岸线的提取基础，并通过图像处理器、瞬时水边线处理模块进行多因素综合处理，保证了提取岸线的精度和准确性。
[0005]为实现本实用新型的目的，采用以下技术方案:
[0006]利用多期遥感影像提取砂质岸线系统，包括图像预处理模块、图像处理器、瞬时水边线处理模块以及砂质岸线提取模块;所述图像预处理模块包括用于对图像进行辐射归一化处理的第一处理单元和对图像进行配准的图像校正单元，所示第一处理单元的输入端连接外部的遥感图像储存器，其输出端连接图像校正单元的输入端，所述图像校正单元用于输出经过预处理后的遥感图像;所述图像处理器包括用于获取NDWI图像的第二处理单元和用于获取二值化图像的第三处理单元，所述第二处理单元的输入端连接图像校正单元的输入端，其输出端连接第三处理单元的输入端，所述第三处理单元用于输出经水陆分割的二值化图像;所述瞬时水边线处理模块包括栅格矢量转换器和格栅矢量处理器，所述格矢量转换器的输入端连接第三处理单元的输出端，其输出端连接用格栅矢量处理器的输入端，所述格栅矢量处理器用于输出瞬时水边线;所述砂质岸线提取模块包括进行潮汐校正的第四处理单元和对多期校正水边线进行融合的第五处理单元，所述第四处理单元的输入端连接格栅矢量处理器的输出端，其输出端连接第五处理单元的输入端，所述第五处理单元用于输出提出的砂质岸线。
[0007]为进一步实现本实用新型的效果，还可以采用下述技术方案:
[0008]如上所述的利用多期遥感影像提取砂质岸线系统，所述图像校正单元为配准器。
[0009]如上所述的利用多期遥感影像提取砂质岸线系统，所述第三处理单元内置有确定分割阈值的数据采集器。
[0010]本实用新型的有益效果:
[0011](1)、本实用新型中设置有图像预处理模块包括用于对图像进行辐射归一化处理的第一处理单元和对图像进行配准的图像校正单元，进而可对外部的遥感图像储存器输入的多期遥感影像进行处理，能够有效避免因潮间带地形(或者滩面地形)起伏造成的海岸线位置低估，同时可为我国砂质岸线提取与变化分析提供参考依据。
[0012](2)、本实用新型对岸线的提取过程快速、准确，且全部为自动化操作;输出的岸线经过验证，基本和现场测量踏勘的记录设备探测的海岸线重合，其均值和均方根误差处理合理范围内。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的电气框图。
【具体实施方式】
[0014]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015]如图1所示，本实施例以中国黄海某处的多期卫星遥感影像进行砂质岸线探测做详细描述，利用多期遥感影像提取砂质岸线系统，包括图像预处理模块、图像处理器、瞬时水边线处理模块以及砂质岸线提取模块;所述图像预处理模块包括用于对图像进行辐射归一化处理的第一处理单元和对图像进行配准的图像校正单元，所示第一处理单元的输入端连接外部的遥感图像储存器，其输出端连接图像校正单元的输入端，所述图像校正单元用于输出经过预处理后的遥感图像;所述图像处理器包括用于获取NDWI图像的第二处理单元和用于获取二值化图像的第三处理单元，所述第二处理单元的输入端连接图像校正单元的输入端，其输出端连接第三处理单元的输入端，所述第三处理单元用于输出经水陆分割的二值化图像;所述瞬时水边线处理模块包括栅格矢量转换器和格栅矢量处理器，所述格矢量转换器的输入端连接第三处理单元的输出端，其输出端连接用格栅矢量处理器的输入端，所述格栅矢量处理器用于输出瞬时水边线;所述砂质岸线提取模块包括进行潮汐校正的第四处理单元和对多期校正水边线进行融合的第五处理单元，所述第四处理单元的输入端连接格栅矢量处理器的输出端，其输出端连接第五处理单元的输入端，所述第五处理单元用于输出提出的砂质岸线。
[0016]其中，第一至第五处理单元可以采用PIC16或18系列、STC51系列单片机构成，第三处理单元内置的数据采集器可以采用81M/CR200X型。
[0017]具体而言，本实施例中的第一处理单元可对外部遥感图像存储器中的多期遥感图像进行读取，并进行相对辐射归一化处理，再经过图像校正单元进行配准，输出为预处理后的遥感影像。以提高遥感影像的质量，提高数据的统一性、准确性和有效性。其中，图像校正单元可以采用配准器。所述配准器以经过正射校正处理的高精度影像为基准对需校正的遥感影像进行几何配准，每景影像选取均匀分布的同名地物点15个以上，控制点分布须均匀，影像的边缘、海岬顶点处和海湾的凹形深处至少有一个控制点分布，并保证海岸线附近多设控制点，经过多次采用后使校正精度控制在0.5个像素之内。
[0018]图像处理器由获取NDWI图像的第二处理单元和用于获取二值化图像的第三处理单元构成，用于对接收的遥感影像转换为NDWI图像;第三处理单元用于对接收到的NDWI图像，进行阈值分割输出经水陆分割的二值化影像。其中，第三处理单元内置有确定分割阈值的数据采集器。实施例中通过分析各期NDWI图像的直方图分布，通过第三处理单元中的数据采集器确定图像分割阈值为0.02。大于阈值的灰度值被赋值为0，小于阈值的灰度值赋值为1，得到7景水陆分割的二值化图像。
[0019]所述瞬时水边线处理模块包括栅格矢量转换器和格栅矢量处理器，用于将输入的二值化影像经过栅格矢量转换器转为矢量数据，再经过格栅矢量处理器进行碎斑剔除、面转线处理及假边界剔除，输出瞬时水边线。
[0020]所述砂质岸线提取模块包括进行潮汐校正的第四处理单元和对多期校正水边线进行融合的第五处理单元，用于对输入的瞬时水边线数据进行潮汐校正，获得校正水边线再经过第五处理单元对多期校正水边线上边界进行融合，输出提取的砂质海岸线。
[0021]本实施例中考虑到图像上典型地物的破碎度，以2005年11月9日的Landsat影像作为参考影像对其他时相影像进行校正，因只用到遥感影像中的第二、四波段，对这两个波段进行了相对辐射归一化处理。在砂质岸线提取模块中的第五处理单元输出的砂质岸线和908专项修测岸线进行叠合对比，并以50m为间距生成横断面，从而计算出2005年岸线与908岸线的距离偏差，经计算得出，提取的海岸线到908专项修测岸线的均值和均方根误差分别为20.9m和33.6m，均优于现有的遥感图像海岸线探测系统探测精度。
[0022]本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。
【主权项】
1.利用多期遥感影像提取砂质岸线系统，其特征在于，包括图像预处理模块、图像处理器、瞬时水边线处理模块以及砂质岸线提取模块； 所述图像预处理模块包括用于对图像进行辐射归一化处理的第一处理单元和对图像进行配准的图像校正单元，所示第一处理单元的输入端连接外部的遥感图像储存器，其输出端连接图像校正单元的输入端，所述图像校正单元用于输出经过预处理后的遥感图像；所述图像处理器包括用于获取NDWI图像的第二处理单元和用于获取二值化图像的第三处理单元，所述第二处理单元的输入端连接图像校正单元的输入端，其输出端连接第三处理单元的输入端，所述第三处理单元用于输出经水陆分割的二值化图像;所述瞬时水边线处理模块包括栅格矢量转换器和格栅矢量处理器，所述格矢量转换器的输入端连接第三处理单元的输出端，其输出端连接用格栅矢量处理器的输入端，所述格栅矢量处理器用于输出瞬时水边线;所述砂质岸线提取模块包括进行潮汐校正的第四处理单元和对多期校正水边线进行融合的第五处理单元，所述第四处理单元的输入端连接格栅矢量处理器的输出端，其输出端连接第五处理单元的输入端，所述第五处理单元用于输出提出的砂质岸线。2.根据权利要求1所述的利用多期遥感影像提取砂质岸线系统，其特征在于，所述图像校正单元为配准器。3.根据权利要求1所述的利用多期遥感影像提取砂质岸线系统，其特征在于，所述第三处理单元内置有确定分割阈值的数据采集器。
【专利摘要】利用多期遥感影像提取砂质岸线系统，包括图像预处理模块、图像处理器、瞬时水边线处理模块以及砂质岸线提取模块；所述图像预处理模块包括用于对图像进行辐射归一化处理的第一处理单元和对图像进行配准的图像校正单元，所述图像处理器包括第二处理单元和第三处理单元，所述瞬时水边线处理模块包括栅格矢量转换器和格栅矢量处理器，所述砂质岸线提取模块包括第四处理单元和对多期校正水边线进行融合的第五处理单元，所述第五处理单元用于输出提出的砂质岸线。本实用新型对岸线的提取过程快速、准确，且全部为自动化操作；输出的岸线经过验证，基本和现场测量踏勘的记录设备探测的海岸线重合，具有较高的岸线的提取精度和准确性。
【IPC分类】G06K9/00
【公开号】CN205139942
【申请号】CN201520921155
【发明人】孙伟富, 胡亚斌, 马毅
【申请人】国家海洋局第一海洋研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月18日