城市水域范圍遙感提取技術(shù)標準

1城市水域范圍遙感提取技術(shù)標準本標準規(guī)定了現(xiàn)時間使用遙感影像對城市水體范圍進行提取的技術(shù)要求，包括針對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不同水體的提取要求。本標準適用于遙感航空攝影測量與城市水體范圍提取技術(shù)。2規(guī)范性引用文件暫無33.術(shù)語和定義3.13.1大氣校正AtmosphericCorrection為消除大氣影響對衛(wèi)星傳感器測量結(jié)果造成的輻射誤差，反映真實的地物表面反射率的過程。3.2改進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算方法。其計算公式為：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行較好的區(qū)分，城市水體指數(shù)(CWI)的計算公式如下：CWI=PgreenPswir式中與分別對應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遙感影像要求對城市水體的范圍進行提取宜選用Landsat8OLI影像，其空間分辨率高（30米重訪周期較短（16天輻射分辨率（16bit）、幅寬（185x185km）以及波段范圍能夠滿足城市水域信息提取及監(jiān)測的需求。5.2遙感影像預處理的要求5.2.1大氣校正宜采用可復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OLI影像進行大氣校正。若缺乏同步大氣信息，可采用迭代求解大氣氣溶膠光學厚度進行大氣校正。5.2.2邊界切割處理邊界切割處理需根據(jù)實際遙感影像中目標地物呈現(xiàn)效果及研究目標的范圍進行。5.2.3云陰影去除采用MNDWI（改進的歸一化差異水體指數(shù)）排除云陰影對水體范圍提取帶來的誤差，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，則應采用MNDWI先去除云陰影；若不存在云，即可直接進行水體提取。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）宜運用CWI指數(shù)對城市水域范圍進行提取，在提取過程中，設(shè)定閾值為1.2可有較好的識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)對城市水體進行初步提取的結(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程中，宜基于分形幾何算法，采用空間鄰域法對初步提取水體的各個連接分量進行標注，將水體提取結(jié)果分割成不同子集，采用直方圖統(tǒng)計面積，通過交互式方法設(shè)置閾值面積，有針對性提取水體。6.2.2基于數(shù)學形態(tài)學閉運算提取連續(xù)的河流范圍信息當出建筑物遮擋細小支流的情況時，會出現(xiàn)河流提取結(jié)果出現(xiàn)間斷現(xiàn)象。宜采用數(shù)學形態(tài)學閉運算法解決城市細小支流出現(xiàn)的部分間斷問題，同時較好地保持河流形狀信息。數(shù)學形態(tài)學閉運算的運算公式