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专利号: 2022105143909
申请人: 苏州科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于Sentinel‑2卫星影像的海草分布图生成方法,其特征在于,包括:基于实地坐标海草数据集和Sentinel‑2卫星影像,得到海草光谱特征,包括:将所述Sentinel‑2卫星影像与所述实地坐标海草数据集的位置坐标进行叠加,获取海草已知分布区域影像;在海草已知分布区域影像中选取多个影像同质像素点,作为海草光谱分析样本;

统计所有海草光谱分析样本中像素DN值的最大值、最小值、均值和方差,绘制为图,得到海草光谱曲线,并从该曲线中总结出海草光谱特征;

根据所述海草光谱特征识别所述Sentinel‑2卫星影像中的海草生长区域影像,包括:利用改进归一化水体指数提取所述Sentinel‑2卫星影像的目标海域范围影像;

其中,MNDWI为改进归一化水体指数, 是Sentinel‑2影像的绿光波段, 是第一个红外波段;

根据所述海草光谱特征构建海草识别指数;根据海草光谱曲线中第一个植被红边波段形成的反射峰特征将海草与其他易混淆地物区分,海草识别指数用以提取海草生长范围;

其中,SII为海草识别指数, 是Sentinel‑2影像的第一个植被红边波段, 是第二个植被红边波段;

根据所述海草识别指数,在所述目标海域范围影像中提取所述海草生长区域影像;

根据海草信息对所述实地坐标海草数据集进行划分,并确定每种类型的感兴趣区,构建每种海草类型的影像分类样本库;

基于所述每种海草类型的影像分类样本库和分类算法对所述海草生长区域影像进行分类,得到海草分布信息提取结果;

将所述海草分布信息提取结果导入制图软件,绘制海草分布图。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于实地坐标海草数据集和Sentinel‑2卫星影像,得到海草光谱特征前包括:将Sentinel‑2卫星遥感影像数据进行影像预处理,得到所述Sentinel‑2卫星影像,其中所述影像预处理包括辐射定标、大气校正、几何校正、重采样和波段重叠;

将实地调查数据进行数据预处理,得到所述实地坐标海草数据集,其中所述数据预处理包括数字化、构建数据库和地图可视化。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据海草信息对所述实地坐标海草数据集进行划分,并确定每种类型的感兴趣区,构建每种海草类型的影像分类样本库包括:根据海草种类、密度、覆盖度和生物量信息,将所述实地坐标海草数据集划分为多种海草类型;

根据每种海草类型提取所述Sentinel‑2卫星影像中的像素作为感兴趣区,构建所述每种海草类型的影像分类样本库,其中,所述影像分类样本库包括训练样本和验证样本。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述每种海草类型的影像分类样本库和分类算法对所述海草生长区域影像进行分类,得到海草分布信息提取结果包括:S61:将所述Sentinel‑2卫星影像依据裁剪为所述海草生长区域影像,并进行主成分分析,得到影像PCA运算结果;

S62:根据所述训练样本和支持向量机算法对所述影像PCA运算结果进行分类,得到海草影像分类结果;

S63:利用所述验证样本判断所述海草影像分类结果的精度是否满足预设精度;

若不满足,则重新选择感兴趣区,重新选取影像分类样本库,再重复步骤S61‑S63;

若满足,则将所述海草影像分类结果作为所述海草分布信息提取结果。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述海草分布信息提取结果导入制图软件,绘制海草分布图包括:将所述海草分布信息提取结果导入制图软件中;

添加制图要素至所述制图软件中进行绘图,得到所述海草分布图,其中所述制图要素包括比例尺、指北针和图例。

6.一种基于Sentinel‑2卫星影像的海草分布图生成装置,其特征在于,包括:分析光谱特征模块,用于基于实地坐标海草数据集和Sentinel‑2卫星影像,得到海草光谱特征,包括:将所述Sentinel‑2卫星影像与所述实地坐标海草数据集的位置坐标进行叠加,获取海草已知分布区域影像;在海草已知分布区域影像中选取多个影像同质像素点,作为海草光谱分析样本;统计所有海草光谱分析样本中像素DN值的最大值、最小值、均值和方差,绘制为图,得到海草光谱曲线,并从该曲线中总结出海草光谱特征;

识别生长区域模块,用于根据所述海草光谱特征识别所述Sentinel‑2卫星影像中的海草生长区域,包括:利用改进归一化水体指数提取所述Sentinel‑2卫星影像的目标海域范围影像;

其中,MNDWI为改进归一化水体指数, 是Sentinel‑2影像的绿光波段, 是第一个红外波段;

根据所述海草光谱特征构建海草识别指数;根据海草光谱曲线中第一个植被红边波段形成的反射峰特征将海草与其他易混淆地物区分,海草识别指数用以提取海草生长范围;

其中,SII为海草识别指数, 是Sentinel‑2影像的第一个植被红边波段, 是第二个植被红边波段;

根据所述海草识别指数,在所述目标海域范围影像中提取所述海草生长区域影像;

建立感兴趣区模块,用于根据海草信息对所述实地坐标海草数据集进行划分,并确定每种类型的感兴趣区,构建每种海草类型的影像分类样本库;

海草分类模块,用于基于所述每种海草类型的影像分类样本库和分类算法对所述海草生长区域影像进行分类,得到海草分布信息提取结果;

绘制分布图模块,用于将所述海草分布信息提取结果导入制图软件,绘制海草分布图。

7.一种基于Sentinel‑2卫星影像的海草分布图生成设备,其特征在于,包括:存储器,用于存储计算机程序;

处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述一种基于Sentinel‑2卫星影像的海草分布图生成方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述一种基于Sentinel‑2卫星影像的海草分布图生成方法的步骤。