海岸带水体遥感信息全自动提取方法

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1、万方数据第40卷第3期2011年6月测绘学报ActaGeodaehcaetCarlOgraphicaSinicaV01．40，NO．3Jurl．。201l文章编号：1001．1595(2011)03．0332—06海岸带水体遥感信息全自动提取方法江冲亚，李满春，刘永学南京大学地理与海洋科学学院。江苏南京210093Full-automaticMethodforCoastalWaterInformationExtractionfromRemoteSensingImageJIANGChongya，LIManchun。LIUYongxueS

2、choolofGeographyandOceanographyScience，NanjingUniversity，Nanjing210093，ChinaAbstract：Anewwater—extractionmethod，whichfocusesonthecharacteristicsofthecoastalwater，isproposed．Themethodadoptsscaletransformationfrompixeltoobjectandfromglobalto10cal，utiIizesspectralfeatures，

3、speciaIfeatures。statisticfeaturesandUncertaintiesOfremotesensinginformation，andmakesuseofcombinationofgeo—knowledgeanddataminingtechnology．Experimentalresultsindicatethat，themethodcanextractwaterinvarioustypesofcoastalzoneswithbettercompleteness，bettercontinuityandhighe

4、raccuracythanclassicmethodssuchassupervisedcIassificationandlhreshoIdsegmenlation．Keywords：coastaIzones；remotesensing；waterextraction摘要：针对海岸带水体的特点提出一种通过“像元一对象”及“全域一局部”的双重尺度转换方法，综合利用海岸带水体遥感信息的光谱特征、空间特征、统计特征和不确定性，有机结合地学知识与数据挖掘方法，实现海岸带水体遥感信息的全自动提取。对中国四大海域不同类型海岸带的LandsatETM

5、+遥感影像进行试验，提取结果具有较好的完整性和连续性，相对精度优于监督分类法和阚值分割法。关键词：海岸带；遥感；水体提取中图分类号：P237文献标识码：A基金项目：国家自然科学基金(40701117)1引言随着遥感应用的深入，水体提取方法不断改进，已取得较好的效果[1]。目前，常用的水体信息提取方法主要有监督分类法和阈值分割法两大类，前者主要是针对多光谱图像数据，采用数据挖掘技术中的各种分类方法进行水体信息的提取L2]，后者主要是指依据水体遥感的地学知识，选取水陆差异比较明显的某个波段或指数，通过阈值分割的方法实现水体信息的提取[4]

6、。这些方法均在实际运用中取得很好效果的同时也存在一些问题：第一，要建立合理的遥感信息模型，地学信息传输的规律和数据本身隐含的信息缺一不可，而监督分类方法仅利用样本自身的统计特征，没有充分利用水体目标的光谱特征和空间特征，阈值分割方法虽然考虑了水体遥感信息的特点，但采用简单的水体指数组合会损失大量的多光谱遥感信息；第二，两种方法均忽略了尺度问题，都是在较大的尺度上进行分析，即将整个遥感影像作为一个整体，建立统一的水体信息提取模型，在这种情况下，遥感影像统计数据反映的是研究区内不同类型不同水域光谱特征的差异性，而细节的水体信息遭到掩盖，提

7、取结果难免趋于粗放；第三，对人工干预的需求使两种方法均不适合海量遥感信息的自动提取。针对以上问题，已有学者开展了进一步的研究。文献E7-1先利用谱间关系和缨帽变换湿度分量建立提取水体的最优空间掩膜，再使用最大似然法去除最优空间掩膜中其他地物信息，有效提高水体提取的相对精度。文献E8]提出“全域一局部”的分步迭代空间尺度转换机制，将全域分割、全域分类、局部分割与分类等计算过程有机地结合起来，分阶段地融合了水体信息提取所需的不同层次知识，并建立迭代算法实现水体最佳边缘的逐步逼近，获得高精度的水体信息提取。文献[9]在全域采用谱间关系法，在

8、局部则采用基于数学形态学膨胀滤波算法进行空洞填充和短线连接，最后通过图像细化算法实现目标的细化，实现对山区细小水体进行高精度自动提取。这些研究都在一定程度上将地学知识和数据挖掘相结合，并考虑尺度问题，减少人工干预，取得了