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专利号: 2023108926568
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种监测海草床分布的遥感方法,其特征在于,包括:

获取目标区域的历史遥感影像,计算得到目标水体区域的历史遥感反射率影像;

从历史遥感反射率影像中收集样本,将目标水体区域划分为海草、砂质底质和海水,并分别从各个样本中提取对应的光谱信息;

基于海草和海水的光谱信息,分别计算由红光波段和短波红外波段遥感反射率线性内插得到的近红外波段遥感反射率与卫星观测的近红外波段遥感反射率的差值,构建海草的第一光谱指数和海水的第一光谱指数;

在海草的第一光谱指数和海水的第一光谱指数的重叠部分中,确定用于区分海草和海水的第一最优阈值;

基于海草和砂质底质的光谱信息,分别计算从绿光波段到红光波段遥感反射率下降的程度,构建海草的第二光谱指数和砂质底质的第二光谱指数;

在海草的第二光谱指数和砂质底质的第二光谱指数的重叠部分中,确定用于区分海草和砂质底质的第二最优阈值;

对于待监测遥感影像,基于第一最优阈值对海草和海水进行区分,基于第二最优阈值对海草和砂质底质进行区分,获取海草床区域。

2.根据权利要求1所述的监测海草床分布的遥感方法,其特征在于,所述计算得到目标水体区域的历史遥感反射率影像,包括:从目标区域的历史遥感影像中,剔除云和太阳耀斑影响超过标准阈值的影像,通过大气校正获得目标区域的历史遥感反射率影像。

3.根据权利要求2所述的监测海草床分布的遥感方法,其特征在于,所述计算得到目标水体区域的历史遥感反射率影像,包括:根据目标水体区域的矢量边界裁剪影像,利用归一化差异水体指数,进行水陆分割,得到目标水体区域的历史遥感反射率影像。

4.根据权利要求1所述的监测海草床分布的遥感方法,其特征在于,所述从历史遥感反射率影像中收集样本,将目标水体区域划分为海草、砂质底质和海水,包括:在历史遥感反射率影像中,选取多个年度中多个季节内的海草、砂质底质和海水的遥感反射率作为样本。

5.根据权利要求1所述的监测海草床分布的遥感方法,其特征在于,所述第一光谱指数的公式如下:,

其中,SSI‑I表示第一光谱指数,Rrs(λ2)、Rrs(λ3)和Rrs(λ4)分别表示红光波段、近红外波段和短波红外波段的遥感反射率,λ2、λ3和λ4分别表示红光波段、近红外波段和短波红外波段的波长。

6.根据权利要求5所述的监测海草床分布的遥感方法,其特征在于,所述在海草的第一光谱指数和海水的第一光谱指数的重叠部分中,确定用于区分海草和海水的第一最优阈值,包括:统计各个海草样本的第一光谱指数直方分布图,和各个海水样本的第一光谱指数直方分布图的重叠部分中,海草和海水的比例,确定能够最大程度区分海草和海水的第一光谱指数值作为第一最优阈值。

7.根据权利要求1所述的监测海草床分布的遥感方法,其特征在于,所述第二光谱指数的公式如下:,

其中,SSI‑II表示第二光谱指数,Rrs(λ1)和Rrs(λ2)分别表示绿光波段和红光波段的遥感反射率,λ1和λ2分别表示绿光波段和红光波段的波长。

8.根据权利要求7所述的监测海草床分布的遥感方法,其特征在于,所述在海草的第二光谱指数和砂质底质的第二光谱指数的重叠部分中,确定用于区分海草和砂质底质的第二最优阈值,包括:统计各个海草样本的第二光谱指数直方分布图,和各个砂质底质样本的第二光谱指数直方分布图的重叠部分中,海草和砂质底质的比例,确定能够最大程度区分海草和砂质底质的第二光谱指数值作为第二最优阈值。

9.根据权利要求1所述的监测海草床分布的遥感方法,其特征在于,所述对于待监测遥感影像,基于第一最优阈值对海草和海水进行区分,基于第二最优阈值对海草和砂质底质进行区分,获取海草床区域,包括:对于待监测遥感影像,逐像元计算影像的第一光谱指数和第二光谱指数,提取其中第一光谱指数值大于所述第一最优阈值的部分,作为海草和砂质底质区域,在海草和砂质底质区域中提取第二光谱指数值大于所述第二最优阈值的部分,作为海草床区域。

10.一种监测海草床分布的遥感装置,其特征在于,包括:遥感获取单元、样本收集单元、第一光谱指数计算单元、第一最优阈值确定单元、第二光谱指数计算单元、第二最优阈值确定单元和应用单元,其中:所述遥感获取单元,用于获取目标区域的历史遥感影像,计算得到目标水体区域的历史遥感反射率影像;

所述样本收集单元,用于从历史遥感反射率影像中收集样本,将目标水体区域划分为海草、砂质底质和海水,并分别从各个样本中提取对应的光谱信息;

所述第一光谱指数计算单元,用于基于海草和海水的光谱信息,分别计算由红光波段和短波红外波段遥感反射率线性内插得到的近红外波段遥感反射率与卫星观测的近红外波段遥感反射率的差值,构建海草的第一光谱指数和海水的第一光谱指数;

所述第一最优阈值确定单元,用于在海草的第一光谱指数和海水的第一光谱指数的重叠部分中,确定用于区分海草和海水的第一最优阈值;

所述第二光谱指数计算单元,用于基于海草和砂质底质的光谱信息,分别计算从绿光波段到红光波段遥感反射率下降的程度,构建海草的第二光谱指数和砂质底质的第二光谱指数;

所述第二最优阈值确定单元,用于在海草的第二光谱指数和砂质底质的第二光谱指数的重叠部分中,确定用于区分海草和砂质底质的第二最优阈值;

所述应用单元,用于对于待监测遥感影像,基于第一最优阈值对海草和海水进行区分,基于第二最优阈值对海草和砂质底质进行区分,获取海草床区域。