一種基于高分一號衛星圖像的水華區域的識別方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及遙感探測領域，尤其涉及一種基于高分一號衛星圖像的水華區域的識別方法及裝置。
【背景技術】
[0002]當前條件下，作為淡水資源重要組成部分的江河、湖泊等面臨嚴重的污染問題。尤其是在發展中國家中，由于過分強調經濟發展而忽視生態環境保護等方面的工作，生產、生活中的污水和其他廢棄物大量排入江河、湖泊、水庫等使得水體中的營養鹽物質大量富集。水體中營養鹽的聚集使得水體面臨日益嚴峻的富營養化問題，另一方面，水體的富營養化問題常常導致藻類的過度繁殖和聚集，進而發展演變成水華災害，給人們的生產生活帶來嚴重的影響。
[0003]衛星遙感技術迅猛發展的今天，其在環境保護方面的作用越來越受到世界各國的重視。國內外的大量實驗也已經證明了，衛星遙感技術能夠針對特定目標快速獲得大范圍、長時間動態的信息，而且相對于傳統方法，既省時省力又有很高的效率，優越性是其他獲取環境信息的手段所無法比擬的。
【發明內容】
[0004]本申請提供了一種基于高分一號衛星圖像的水華區域的識別方法及裝置，目的在于解決如何從高分一號衛星的水域遙感圖像中識別出水華區域的問題。
[0005]為了實現上述目的，本申請提供了以下技術方案:
[0006]一種基于高分一號衛星圖像的水華區域的識別方法，包括:
[0007]獲取高分一號衛星水域圖像；
[0008]獲取所述高分一號衛星水域圖像的水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜；
[0009]獲取所述高分一號衛星水域圖像的三波段藻華指數圖像；
[0010]在所述水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜的監督下，將所述三波段藻華指數圖像中大于預設閾值的區域識別為水華區域，所述預設閾值為使得提取出的水華區域與彩色合成圖像上的水華區域的偏差在預設范圍內的閾值，所述彩色合成圖像由所述高分一號衛星水域圖像轉換得到。
[0011]可選地，所述預設閾值的獲取方法包括:
[0012]獲取初始閾值，所述初始閾值依據所述三波段藻華指數圖像中滿足預設條件的水華區域與其它區域的分割閾值確定；
[0013]使用所述初始閾值從所述三波段藻華指數圖像中提取水華區域；
[0014]將提取到的水華區域與所述彩色合成圖像上的水華區域相比較，執行以下過程，直到提取出的水華區域與彩色合成圖像上的水華區域的面積的偏差在預設范圍內，使得提取出的水華區域與彩色合成圖像上的水華區域的面積的偏差在預設范圍內的閾值為所述預設閾值:
[0015]如果所述水華區域的面積小于所述彩色合成圖像上的水華區域的面積，則將當前閾值減去步長值，得到迭代閾值，使用所述迭代閾值從所述三波段藻華指數圖像中提取水華區域；
[0016]如果所述水華區域的面積大于所述彩色合成圖像上的水華區域，則將當前閾值增加步長值，得到迭代閾值，使用所述迭代閾值從所述三波段藻華指數圖像中提取水華區域。
[0017]可選地，所述初始閾值的獲取方法包括:
[0018]獲取參考水華區域，所述參考水華區域為全部水華區域中預設數量的密度較低的水華區域；
[0019]對于每個參考水華區域，依據其像素值與水體像素值的區別，分別統計可將其與水體進行分割的閾值；
[0020]依據各個閾值，確定所述初始閾值。
[0021]可選地，在所述獲取所述高分一號衛星水域圖像的水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜之前，還包括:
[0022]將所述高分一號衛星水域圖像進行精校正和裁剪，得到第一目標圖像；
[0023]對所述第一目標圖像進行瑞利散射校正，得到第二目標圖像；
[0024]所述獲取所述高分一號衛星水域圖像的水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜包括:
[0025]獲取所述第二目標圖像的水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜。
[0026]可選地，所述將所述高分一號衛星水域圖像進行精校正包括:
[0027]選擇一景研究區的經過精確幾何校正的衛星遙感影像為基準(本研究中下載了一景經過幾何精校正的Landsat8影像作為基準)，對一景無云的天氣條件良好的GF-1多光譜遙感影像數據進行幾何精校正，將該景幾何精校正后的GF-1多光譜遙感影像作為配準模板，對獲取的所有GF-1多光譜遙感影像進行幾何精校正。
[0028]一種基于高分一號衛星圖像的水華區域的識別裝置，包括:
[0029]第一獲取模塊，用于獲取高分一號衛星水域圖像；
[0030]第二獲取模塊，用于獲取所述高分一號衛星水域圖像的水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜；
[0031]第三獲取模塊，用于獲取所述高分一號衛星水域圖像的三波段藻華指數圖像；
[0032]識別模塊，用于在所述水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜的監督下，將所述三波段藻華指數圖像中大于預設閾值的區域識別為水華區域，所述預設閾值為使得提取出的水華區域與彩色合成圖像上的水華區域的偏差在預設范圍內的閾值，所述彩色合成圖像由所述高分一號衛星水域圖像轉換得到。
[0033]可選地，還包括:
[0034]閾值獲取模塊，用于獲取所述預設閾值；
[0035]所述閾值獲取模塊具體用于，獲取初始閾值，所述初始閾值依據所述三波段藻華指數圖像中滿足預設條件的水華區域與其它區域的分割閾值確定；
[0036]使用所述初始閾值從所述三波段藻華指數圖像中提取水華區域；
[0037]將提取到的水華區域與所述彩色合成圖像上的水華區域相比較，執行以下過程，直到提取出的水華區域與彩色合成圖像上的水華區域的面積的偏差在預設范圍內，使得提取出的水華區域與彩色合成圖像上的水華區域的面積的偏差在預設范圍內的閾值為所述預設閾值:
[0038]如果所述水華區域的面積小于所述彩色合成圖像上的水華區域的面積，則將當前閾值減去步長值，得到迭代閾值，使用所述迭代閾值從所述三波段藻華指數圖像中提取水華區域；
[0039]如果所述水華區域的面積大于所述彩色合成圖像上的水華區域，則將當前閾值增加步長值，得到迭代閾值，使用所述迭代閾值從所述三波段藻華指數圖像中提取水華區域。
[0040]可選地，所述閾值獲取模塊還用于:
[0041]獲取參考水華區域，所述參考水華區域為全部水華區域中預設數量的密度較低的水華區域；
[0042]對于每個參考水華區域，依據其像素值與水體像素值的區別，分別統計可將其與水體進行分割的閾值；
[0043]依據各個閾值，確定所述初始閾值。
[0044]可選地，還包括:
[0045]預處理模塊，用于在所述獲取所述高分一號衛星水域圖像的水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜之前，將所述高分一號衛星水域圖像進行精校正和裁剪，得到第一目標圖像；并對所述第一目標圖像進行瑞利散射校正，得到第二目標圖像；
[0046]所述第二獲取模塊用于獲取所述高分一號衛星水域圖像的水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜包括:
[0047]所述第二獲取模塊具體用于，獲取所述第二目標圖像的水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜。
[0048]可選地，所述預處理模塊用于將所述高分一號衛星水域圖像進行精校正包括:
[0049]所述預處理模塊具體用于，選擇一景研究區的經過精確幾何校正的衛星遙感影像為基準(本研究中下載了一景經過幾何精校正的Landsat8影像作為基準)，對一景無云的天氣條件良好的GF-1多光譜遙感影像數據進行幾何精校正，將該景幾何精校正后的GF-1多光譜遙感影像作為配準模板，對獲取的所有GF-1多光譜遙感影像進行幾何精校正。
[0050]本申請所述的基于高分一號衛星圖像的水華區域的識別方法及裝置，獲取高分一號衛星水域圖像，高分一號衛星水域圖像的水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜，以及高分一號衛星水域圖像的三波段藻華指數圖像，在水體掩膜、云層掩膜及水草掩膜的監督下，將大于預設閾值的區域識別為水華區域，其中，預設閾值為使得提取出的水華區域與彩色合成圖像上的水華區域的偏差在預設范圍內的閾值，可見，采用本申請所述的方法及裝置，能夠實現從遙感圖像中提取水華區域的目的。
【附圖說明】
[0051]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0052]圖1為本申請實施例公開的一種基于高分一號衛星圖像的水華區域的識別方法的流程圖；
[0053]圖2為本申請實施例公開的確定預設閾值的方法的流程圖；
[0054]圖3為本申請實施例公開的又一種基于高分一號衛星圖像的水華區域的識別方法的流程圖；
[0055]圖4為本申請實施例公開的一種基于高分一號衛星圖像的水華區域的識別裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0056]下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實