水體提取方法

1、水體提取方法簡單歸納總結(jié)一、基于MODIS影像的幾種提取方法。最常用的水體提取方法：波段閾值法、譜間關(guān)系法（波段組合法）和多光譜混合分析法 單波段閾值法 是提取水體的最簡單易行的方法?；驹恚菏抢盟w在近紅外波段上反射率較低，易與其它地物區(qū)分的特點，選取單一的紅外波段，通過反復試驗，確定一個灰度值，作為區(qū)分水體與其它地物的閾值即可。缺點：是無法將水體與山區(qū)陰影區(qū)分開來，提取的水體往往比實際要多。有些文獻中敘述由于閥值隨時間、地點變化的不確定性使得該方法具有局限性，但對于非山區(qū)的特定時相和區(qū)域里，尤其像 MODIS這樣高光譜的遙感數(shù)據(jù)，首先應(yīng)選用閾值法進行試驗，因為光譜的細分已經(jīng)將上述問題大

2、大減弱。若能獲得較滿意的提取效果，則很容易實現(xiàn)水體的自動提取 。對于用閾值法確實得不到理想效果的，則可以考慮譜間關(guān)系法和多光譜混合分析法。利用譜間關(guān)系 可建立的模型很多 ，如對波段進行如下組合運算CH7CH6 ,CH7CH5, CH6/CH5,從而找出組合圖像上水陸分界非常明顯的影像。以CH7CH6為例，可以采用如下方法剔除非水體：在ENVI軟件下輸入 CH7及CH6波段，運用波段計算功能 ，將公式CH7CH6 輸入，載入影像，在放大窗口中，手工裁取明水水域范圍，生成多邊形，對各多邊形賦予一個感興趣區(qū)（AOI）文件，并將其輸出為 EN-VI等矢量文件即可 。對波段進行組合運算的目的，是為了增強

3、水陸反差。MODIS數(shù)據(jù)的波段1是紅光區(qū)(0. 62，水體的反射率高于植被，波段2是近紅外區(qū)（0. 8410. 876um），植被的反射率明顯高于水體,因此,采用歸一化植被指數(shù)NDVI( Normalized Differenee Vegetation Index)來進行處理可以增強水陸反差，其計算公式為：DNVI= (CH2- CH1)/(CH2+ CH1)( 1)(1)式中CH1 ,CH2分別為 MODIS數(shù)據(jù)波段1,2的地表反射率 。在NDVI圖像中，水體的ND-VI值很低,為負值,而植被、土壤的則較高，圖像直方圖表現(xiàn)為典型的雙峰分布型。在此基礎(chǔ)上，再通過選用閾值即可構(gòu)建區(qū)分水體和植被、

4、土壤的模型。多光譜混合分析法 主要是針對所選區(qū)域及其周圍的典型地物(如蘆葦、林地、陰影、居民地等)進行分析，標出它們在各波段上的光譜亮度值,查找同一波段各地物的異同，必要時對各波段進行加、減、乘、除等運算，找出唯有水體滿足的關(guān)系，由此構(gòu)建水體的 提取模型。二、基于TM遙感影像，運用多種方法針對典型內(nèi)陸淡水濕地的水體信息進行了提取實驗 通過對實驗結(jié)果的分析得出：在面積的準確性、提取的準確度以及視覺效果3種指標下光譜分類法較其它方法效果要好，其次為單波段閾值分析法與植被指數(shù)法，較差的是多波段譜間關(guān)系法與水體指數(shù)法；影響提取效果的主要原因是濕地水體提取不夠完全，這是由影像的分辨率及濕地特殊的水文條件

5、所造成的，采用像元分解及多源遙感數(shù)據(jù)融合技術(shù)將成為提高水體提取精度的重要手段。基于環(huán)境一號衛(wèi)星影像的提取方法:方法譜間關(guān)系法歸一化植被指數(shù)法 NDVI歸一化差異水體指數(shù)法NDWI改進的歸一化差異水體指數(shù)法 MNDWI實質(zhì)就是構(gòu)造波段 運算函數(shù)對影 像進行處理， 該方法能夠利 用多波段的優(yōu) 勢綜合提取水 體信息。譜間關(guān)系法多 為國內(nèi)學者所 采用。綠色植物在紅光 波段(0. 6卩m 0. 7卩m)具有 較咼的吸收率， 在近紅外波段(0.7 m 1. 1m)具有較咼反射 率和高透射率， 歸一化植被指數(shù) (NDVI)利用植物在 紅光波段大于近 紅外波段的光譜 亮度值，其他地 物在紅光波段的 光譜亮度值

6、小于 近紅外波段，從 而把遙感影像中 的水體信息突顯 出來。從可見光到短波 紅外波段水體的 反射強度逐漸減 弱，水體在近紅 外波段和短波紅 外波段范圍內(nèi)吸 收強度最大，近 乎沒有反射，并 且植被在近紅外 波段的反射率很 強，所以采用綠 光波段與近紅外 波段的比值可以 抑制植被信息， 可以用可見光波 段和近紅外波段 之間的運算來構(gòu) 成NDWI,突出 影像中的水體。MNDWI模型中，建 筑物等陰影在綠光 和近紅外波段的波譜 特征與水體相似，當 采用中紅外波段替換 近紅外波段時，可以 使計算出的水體與建 筑物指數(shù)的反差明顯 增強，大大降低了二 者的混淆程度，從而 有利于城鎮(zhèn)中水體信 息的準確提取。原

7、理根據(jù)水體獨特 的多波段譜間 關(guān)系特征，構(gòu) 造出譜間關(guān)系 法水體提取計 算模型：G + R NIR +MIR; MIR/G V a(a為閾值),G代表綠光波 段，R代表紅光波 段，NIR代表 近紅外波段，MIR代表短 波紅外波段計算公式:NDVI = (NIR - R) /(NIR + R),式中:NIR 代表近紅外波 段;R代表紅光波 段。計算公式：NDWI = ( G NIR) /( G + NIR),式中:G 表示綠光波段;NIR表示近紅外 波段。計算公式:MNDWI =(G MIR) /(G + MIR),式中:G 代 表綠光波段;MIR代 表短波紅外波段。(1) 較NAWI更能揭示水體的 細微特征(2) 容易區(qū)分陰 影和水體(3) 在提取城鎮(zhèn) 水體時更有 優(yōu)勢用NDWI方法提取水體時結(jié)果 中混雜著許多非 水體信息，特別 是提取山區(qū)水體 時，會混有山區(qū) 陰影，譜間關(guān)系法較適合地形起伏較小的地區(qū)，對于山地區(qū)域，山體易于陰影混淆。表2水體提取方法的模型與波段參數(shù):柑曰椒方涓關(guān)#X 好加50,心出| M)M = (M-WJ/ MA1小幷用劇tIU JRWbMBHidkUUSLTIMHJ-1B/Q1CEJM和停的員.3N用】WWWMMXH = (42-