化透水指数平均值，g为多边形对象对应的区域，Ng为所述区域内 像素数量，j为属于该区域的像素，NDPI,为第j像素的归一化透水指数；
[0046]多边形对象的归一化不透水指数平均值的计算公式为：
[0047]
[0048] 其中，IPg为归一化不透水指数平均值，g为多边形对象对应的区域，Ng为所述区域 内像素数量，j为属于该区域的像素，NDIPI,为第j像素的归一化不透水指数；
[0049] 根据本发明的一种实施方式，在步骤S3中，当多边形对象的归一化不透水指数平 均值大于第一阔值且小于第二阔值，并且归一化透水指数平均值小于第S阔值时，则判定 所述多边形对象为不透水多边形，其中，第一阔值范围为100~130,第二阔值范围为160~ 200,第S阔值范围为20~50。
[0050] 根据本发明的一种实施方式，在步骤S4中，采用GIS处理工具将预定范围内的 多个不透水多边形进行聚合，形成不透水层，其中，典型的GIS处理工具如Arcmap中的 Poly邑onA邑邑re邑ate
[0051] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，W下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。
[0052] 本发明实施例提供一种面向对象的高分遥感影像不透水层提取方法，包括：
[0053] S1，采用基于均值平移的多尺度分割方法，将高分辨率遥感影像分割成相互不重 叠的多边形对象，得到矢量文件。
[0054] 如图2所示，选取浙江某市2014年10月的高分辨率卫星遥感影像进行不透水层 提取，其中遥感影像的分辨率为8米，共四个波段。
[00对如图3所示，其显示了整景图像的分割效果。
[0056] 如图4所示，其显示了局部区域分割效果，从中可W看出，在影像中表征相同的物 体被分割为一个多边形对象。
[0057]S2,对遥感影像提取归一化透水指数NDPI，归一化不透水指数NDIPI，其中，像素 的归一化透水指数计算公式为：
[0058] 归一化透水指数NDPI=(绿波段的像素值一近红波段的像素值）/(绿波段的像 素值+近红波段的像素值）；
[0059] 像素的归一化不透水指数计算公式为：
[0060] 归一化不透水指数NDIPI=(近红波段的像素值一红波段的像素值）/ (近红波段 的像素值+红波段的像素值）。
[0061] 计算出每个多边形对象内归一化透水指数和归一化不透水指数的平均值：
[0062] 其中，多边形对象的归一化透水指数平均值的计算公式为：
[0063]
[0064] 其中，Pg为归一化透水指数平均值，g为多边形对象对应的区域，N g为所述区域内 像素数量，j为属于该区域的像素，NDPI,为第j像素的归一化透水指数。
[0065]多边形对象的归一化不透水指数平均值的计算公式为：
[0066]
[0067] 其中，IPg为归一化不透水指数平均值，g为多边形对象对应的区域，Ng为所述区域 内像素数量，j为属于该区域的像素，NDIPI,为第j像素的归一化不透水指数。
[0068] 图5显示了全景影像的NDPI图，图6和图7分别显示了局部区域的遥感影像和对 应的NDPI图。可W看出，城市中公园、草地等透水区域亮度值明显高于建筑、道路等不透水 区域。图8显示了全景影像的NDIPI图，图9显示了局部区域的NDIPI图。可W看出，城市 中公园、草地等透水区域亮度值低于建筑、道路等不透水区域。
[0069]S3,当多边形对象的归一化不透水指数平均值大于第一阔值且小于第二阔值，并 且归一化透水指数平均值小于第S阔值时，则判定所述多边形对象为不透水多边形，其中， 第一阔值范围为100-130,第二阔值范围为160-200,第S阔值范围为20-50。
[0070] 图10显示了对全景图像处理的结果。图11显示了局部区域不透水多边形对象的 结果。从中可W看到，建成区的多边形对象主要为不透水多边形，包含了城市道路、建筑物、 广场等地物，同时，建成区中的公园、草地等划分为透水多边形。
[0071] S4,采用GIS处理工具将预定范围内的多个不透水多边形进行聚合，形成不透水 层。 阳072] 图12显示了全景图像的聚合结果，图13显示了局部区域的聚合结果。
[0073] W上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，W上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种面向对象的高分遥感影像不透水层提取方法，其特征在于，包括： S1，将所述高分遥感影像分割成相互不重叠的多边形对象，其中，所述多边形对象内的 像素具有同质属性，相邻多边形对象间的像素具有异质属性； 52, 根据像素在不同波段间差异，计算每个像素的归一化透水指数和归一化不透水指 数，并计算出每个多边形对象内归一化透水指数和归一化不透水指数的平均值； 53, 根据每个多边形对象内归一化透水指数和归一化不透水指数的平均值，判定该多 边形对象是否为不透水多边形； 54, 将预定范围内的多个不透水多边形进行聚合，形成不透水层。2. 根据权利要求1所述的高分遥感影像不透水层提取方法，其特征在于，在所述步骤 Sl中，采用基于均值平移的多尺度分割方法，将所述高分遥感影像分割成相互不重叠的多 边形对象。3. 根据权利要求1所述的高分遥感影像不透水层提取方法，其特征在于，在所述步骤 S2中： 像素的归一化透水指数计算公式为： 归一化透水指数=(绿波段的像素值一近红波段的像素值）八绿波段的像素值+近红 波段的像素值）； 像素的归一化不透水指数计算公式为： 归一化不透水指数=(近红波段的像素值一红波段的像素值）八近红波段的像素值+ 红波段的像素值）。4. 根据权利要求3所述的高分遥感影像不透水层提取方法，其特征在于，在所述步骤 S2中： 多边形对象的归一化透水指数平均值的计算公式为：其中，Pg为归一化透水指数平均值，g为多边形对象对应的区域，Ng为所述区域内像素 数量，j为属于该区域的像素，NDPI,为第j像素的归一化透水指数； 多边形对象的归一化不透水指数平均值的计算公式为：其中，1匕为归一化不透水指数平均值，g为多边形对象对应的区域，NgS所述区域内像 素数量，j为属于该区域的像素，NDIPI_j为第j像素的归一化不透水指数。5. 根据权利要求1所述的高分遥感影像不透水层提取方法，其特征在于，在所述步骤 S3中，当所述多边形对象的归一化不透水指数平均值大于第一阈值且小于第二阈值，并且 归一化透水指数平均值小于第三阈值时，则判定所述多边形对象为不透水多边形。6. 根据权利要求1所述的高分遥感影像不透水层提取方法，其特征在于，在所述步骤 S4中，采用GIS处理工具将预定范围内的多个不透水多边形进行聚合，形成不透水层。
【专利摘要】本发明提供了一种面向对象的高分遥感影像不透水层提取方法，首先利用图像分割技术，实现遥感影像的对象分割，将同质区域分割为同一个多边形对象，针对遥感影像，提取归一化不透水指数和归一化透水指数，分别得到NDIPI图和NDPI图，利用透水判定规则，实现分割对象的透水属性判读，利用汇聚技术实现不透水对象的聚合，得到遥感影像的不透水层。本发明实现不透水区域的快速提取，有效解决了高分辨率影像地物细节过多、地物分类难等问题，并极大提升了不透水层提取的精度。
【IPC分类】G06T7/00
【公开号】CN105225239
【申请号】CN201510616228
【发明人】徐成华, 宋雨娇, 戴龙, 魏育成
【申请人】中国科学院电子学研究所, 中科九度(北京)空间信息技术有限责任公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月24日