城市水域范圍遙感提取技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1城市水域范圍遙感提取技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了現(xiàn)時(shí)間使用遙感影像對(duì)城市水體范圍進(jìn)行提取的技術(shù)要求，包括針對(duì)城市水體范圍提取的技術(shù)流程、前期遙感影像數(shù)據(jù)的處理要求以及針對(duì)不同水體的提取要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于遙感航空攝影測(cè)量與城市水體范圍提取技術(shù)。2規(guī)范性引用文件暫無(wú)33.術(shù)語(yǔ)和定義3.13.1大氣校正AtmosphericCorrection為消除大氣影響對(duì)衛(wèi)星傳感器測(cè)量結(jié)果造成的輻射誤差，反映真實(shí)的地物表面反射率的過(guò)程。3.2改進(jìn)的歸一化差異水體指數(shù)ModifiedNormalizedDifferenceWaterIndex基于歸一化差異水體指數(shù)（NDWI）的基礎(chǔ)上，充分考慮土壤或建筑物與水體同樣在綠光波段反射率較高的相似性，優(yōu)化出可減少土壤或建筑物噪聲，更精確提取水體的計(jì)算方法。其計(jì)算公式為：MNDWI=(Green-MIR)/(Greem+MIR)3.3城市水體指數(shù)CityWaterIndex城市水體指數(shù)(CWI)可以將水體與城市道路進(jìn)行較好的區(qū)分，城市水體指數(shù)(CWI)的計(jì)算公式如下：CWI=PgreenPswir式中與分別對(duì)應(yīng)OLI影像的第3波段（綠光波段）與第6波段（短波近紅外波段）。44.城市水體提取技術(shù)流程城市水體提取技術(shù)流程包括：影像預(yù)處理、云量判斷、云陰影消除、CWI指數(shù)水體提取、部分建筑物噪聲消除、閾值判別函數(shù)、面積參數(shù)調(diào)整等。技術(shù)流程圖如圖1所示。2圖1城市水體提取技術(shù)流程55.前期遙感數(shù)據(jù)處理要求5.1遙感影像要求對(duì)城市水體的范圍進(jìn)行提取宜選用Landsat8OLI影像，其空間分辨率高（30米重訪(fǎng)周期較短（16天輻射分辨率（16bit）、幅寬（185x185km）以及波段范圍能夠滿(mǎn)足城市水域信息提取及監(jiān)測(cè)的需求。5.2遙感影像預(yù)處理的要求5.2.1大氣校正宜采用可復(fù)制性較高的基于輻射傳輸?shù)腇laash模型，配合同步的大氣信息對(duì)OLI影像進(jìn)行大氣校正。若缺乏同步大氣信息，可采用迭代求解大氣氣溶膠光學(xué)厚度進(jìn)行大氣校正。5.2.2邊界切割處理邊界切割處理需根據(jù)實(shí)際遙感影像中目標(biāo)地物呈現(xiàn)效果及研究目標(biāo)的范圍進(jìn)行。5.2.3云陰影去除采用MNDWI（改進(jìn)的歸一化差異水體指數(shù)）排除云陰影對(duì)水體范圍提取帶來(lái)的誤差，云的陰影與水體光譜近似，云陰影的MNDWI值小于0.2，而水體的MNDWI值大于0.2，若影像中存在云，則應(yīng)采用MNDWI先去除云陰影；若不存在云，即可直接進(jìn)行水體提取。35.2.4建筑物噪聲消除水體在短波紅外通道的反射率值低于0.15，而易混分的部分建筑物的反射率值高于0.15，應(yīng)采用短波紅外單通道閾值法，設(shè)定閾值為0.15，消除易于與城市水體混分的建筑物噪聲。66水體提取要求6.1水體提取方法6.1.1城市水體指數(shù)（CWI）宜運(yùn)用CWI指數(shù)對(duì)城市水域范圍進(jìn)行提取，在提取過(guò)程中，設(shè)定閾值為1.2可有較好的識(shí)別城市污染水體以及正常水體的效果且能避免部分建筑物、道路與橋梁等影響。6.2水體提取結(jié)果的優(yōu)化6.2.1基于分形幾何算法等噪音消除在基于CWI指數(shù)對(duì)城市水體進(jìn)行初步提取的結(jié)果中，水體仍受到其他噪聲影響，存在大量孤立分量需要消除。因此在剩余噪聲消除過(guò)程中，宜基于分形幾何算法，采用空間鄰域法對(duì)初步提取水體的各個(gè)連接分量進(jìn)行標(biāo)注，將水體提取結(jié)果分割成不同子集，采用直方圖統(tǒng)計(jì)面積，通過(guò)交互式方法設(shè)置閾值面積，有針對(duì)性提取水體。6.2.2基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算提取連續(xù)的河流范圍信息當(dāng)出建筑物遮擋細(xì)小支流的情況時(shí)，會(huì)出現(xiàn)河流提取結(jié)果出現(xiàn)間斷現(xiàn)象。宜采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算法解決城市細(xì)小支流出現(xiàn)的部分間斷問(wèn)題，同時(shí)較好地保持河流形狀信息。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算的運(yùn)算公式