城市水域范围遥感提取技术标准

1城市水域范围遥感提取技术标准本标准规定了现时间使用遥感影像对城市水体范围进行提取的技术要求，包括针对城市水体范围提取的技术流程、前期遥感影像数据的处理要求以及针对不同水体的提取要求。本标准适用于遥感航空摄影测量与城市水体范围提取技术。2规范性引用文件暂无33.术语和定义3.13.1大气校正AtmosphericCorrection为消除大气影响对卫星传感器测量结果造成的辐射误差，反映真实的地物表面反射率的过程。3.2改进的归一化差异水体指数ModifiedNormalizedDifferenceWaterIndex基于归一化差异水体指数（NDWI）的基础上，充分考虑土壤或建筑物与水体同样在绿光波段反射率较高的相似性，优化出可减少土壤或建筑物噪声，更精确提取水体的计算方法。其计算公式为：MNDWI=(Green-MIR)/(Greem+MIR)3.3城市水体指数CityWaterIndex城市水体指数(CWI)可以将水体与城市道路进行较好的区分，城市水体指数(CWI)的计算公式如下：CWI=PgreenPswir式中与分别对应OLI影像的第3波段（绿光波段）与第6波段（短波近红外波段）。44.城市水体提取技术流程城市水体提取技术流程包括：影像预处理、云量判断、云阴影消除、CWI指数水体提取、部分建筑物噪声消除、阈值判别函数、面积参数调整等。技术流程图如图1所示。2图1城市水体提取技术流程55.前期遥感数据处理要求5.1遥感影像要求对城市水体的范围进行提取宜选用Landsat8OLI影像，其空间分辨率高（30米重访周期较短（16天辐射分辨率（16bit）、幅宽（185x185km）以及波段范围能够满足城市水域信息提取及监测的需求。5.2遥感影像预处理的要求5.2.1大气校正宜采用可复制性较高的基于辐射传输的Flaash模型，配合同步的大气信息对OLI影像进行大气校正。若缺乏同步大气信息，可采用迭代求解大气气溶胶光学厚度进行大气校正。5.2.2边界切割处理边界切割处理需根据实际遥感影像中目标地物呈现效果及研究目标的范围进行。5.2.3云阴影去除采用MNDWI（改进的归一化差异水体指数）排除云阴影对水体范围提取带来的误差，云的阴影与水体光谱近似，云阴影的MNDWI值小于0.2，而水体的MNDWI值大于0.2，若影像中存在云，则应采用MNDWI先去除云阴影；若不存在云，即可直接进行水体提取。35.2.4建筑物噪声消除水体在短波红外通道的反射率值低于0.15，而易混分的部分建筑物的反射率值高于0.15，应采用短波红外单通道阈值法，设定阈值为0.15，消除易于与城市水体混分的建筑物噪声。66水体提取要求6.1水体提取方法6.1.1城市水体指数（CWI）宜运用CWI指数对城市水域范围进行提取，在提取过程中，设定阈值为1.2可有较好的识别城市污染水体以及正常水体的效果且能避免部分建筑物、道路与桥梁等影响。6.2水体提取结果的优化6.2.1基于分形几何算法等噪音消除在基于CWI指数对城市水体进行初步提取的结果中，水体仍受到其他噪声影响，存在大量孤立分量需要消除。因此在剩余噪声消除过程中，宜基于分形几何算法，采用空间邻域法对初步提取水体的各个连接分量进行标注，将水体提取结果分割成不同子集，采用直方图统计面积，通过交互式方法设置阈值面积，有针对性提取水体。6.2.2基于数学形态学闭运算提取连续的河流范围信息当出建筑物遮挡细小支流的情况时，会出现河流提取结果出现间断现象。宜采用数学形态学闭运算法解决城市细小支流出现的部分间断问题，同时较好地保持河流形状信息。数学形态学闭运算的运算公式