一种融合夜间灯光数据与Landsat8OLI影像的城市建成区提取方法

文档序号:25521570发布日期:2021-06-18 20:09阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种融合npp-viirs夜间灯光数据与landsat8oli影像的城市建成区提取方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤1)、获取城市的npp-viirs夜间灯光数据和landsat8oli数据,然后对npp-viirs夜间灯光数据去除异常值、裁剪;

步骤2)、从landsat8oli数据中提取ndvi和ndbi,其中ndvi为归一化植被指数,ndbi为归一化建筑指数;

步骤3)、采用改进的夜间灯光城市指数法vbanui提取城市建成区,vbanui的计算公式如下:

vbanui=(1-ndvi)·(1+ndbi)·ntl

其中,ntl为夜光遥感数据;

在完成指标vbanui的计算后,基于vbanui进行聚类,提取城市建成区。

2.根据权利要求1所述的一种融合npp-viirs夜间灯光数据与landsat8oli影像的城市建成区提取方法,其特征在于:步骤1中,所述的npp-viirs夜间灯光数据异常处理是将npp-viirs中亮度值小于0的异常像元赋值为0,并利用待提取区域行政区划矢量数据对处理后的npp-viirs数据进行裁剪,将多余区域数据剔除。

3.根据权利要求1所述的一种融合npp-viirs夜间灯光数据与landsat8oli影像的城市建成区提取方法,其特征在于:步骤1中还包括对landsat8oli数据进行处理,具体是:对landsat8oli数据做辐射定标和大气校正,将覆盖待提取行政区域的多景影像进行镶嵌,并利用行政区划矢量数据对处理后的landsat8oli数据进行裁剪,利用处理后的landsat8oli数据进一步提取ndvi和ndbi指标。

4.根据权利要求1所述的一种融合npp-viirs夜间灯光数据与landsat8oli影像的城市建成区提取方法,其特征在于:步骤2中,landsat8oli数据提取ndvi与ndbi的公式如下:

其中,b5为landsat8oli的第五波段,即近红外波段反射率;b4为landsat8oli的第四波段,即红色波段反射率;b6为landsat8oli的第六波段,即中红外波段反射率。

5.根据权利要求1所述的一种融合npp-viirs夜间灯光数据与landsat8oli影像的城市建成区提取方法,其特征在于:步骤3中利用k均值聚类方法基于vbanui进行聚类,具体实现过程如下,

假设计算指标后的每个像元的vbanui集合为d={d1,d2…dm},计算两个随机质心u1和u2,两者对应两个分类为c1和c2,其中,c1是城市建成区的像元,c2是非城市建成区的像元;对于每个像元,计算其到两个质心的距离,距离较近的质心的分类作为该像元的分类;

更新完分类后,计算每类中的均值向量,得到两个分类的新的质心;

如此反复更新分类c1和c2中的像元,计算两个分类的质心坐标,直到两个分类的质心坐标不再发生变化,此时的c1和c2就是分类好的城市建成区和非城市建成区。

6.根据权利要求1所述的一种融合npp-viirs夜间灯光数据与landsat8oli影像的城市建成区提取方法,其特征在于:ndvi取值为[-1,1],ndvi>0为植被覆盖区,其值越接近1,表示植被覆盖度越大,ndvi<0为非植被覆盖区;ndbi取值范围也在[-1,1]之间,ndbi为正值时,表示城市用地区域,ndbi为负值时,为非城市用地区域。


技术总结
本发明公开了一种融合NPP‑VIIRS夜间灯光数据与Landsat8OLI影像的城市建成区提取方法,其可包括以下步骤:1.获取城市的NPP‑VIIRS夜间灯光数据和Landsat8OLI影像光谱数据,并对NPP‑VIIRS夜间灯光数据和Landsat8OLI数据做预处理。2.从Landsat8OLI数据中提取NDVI和NDBI,其中NDVI为归一化植被指数,NDBI为归一化建筑指数。3.采用VBANUI(改进的夜间灯光城市指数法)提取城市建成区。本发明通过引入NDVI、NDBI这二个指数可减少夜光数据在城市核心区的饱和现象,能够去除夜间灯光亮度在水体、城市核心区的植被区域的灯光溢出现象,并且增强了建筑信息的表达,提高了城市建成区提取的准确性。

技术研发人员:胡庆武;张寅;艾明耀;赵鹏程;顾淼
受保护的技术使用者:武汉大学
技术研发日:2021.03.08
技术公布日:2021.06.18
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