高分系列卫星水体面积遥感监测技术规范.docxVIP

1

高分系列卫星水体面积遥感监测技术规范

1范围

本文件给出了基于高分卫星监测陆地水体的遥感监测技术方法。

本文件适用于利用我国高分一号、高分二号以及具有相同波段范围国内外高分卫星数据开展陆地水体面积遥感监测评价工作。本规范以高分一号和高分二号为示范，可为后续同类卫星数据应用提供参考。

2规范性引用文件

下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本标准。凡是不注明日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

GB/T50095-2014水体基本术语和符号标准

DZ/T0143-1994卫星遥感图像产品质量控制规范GB/T18315-2001数字地形图系列和基本要求

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。3.1

归一化水体指数normalizeddifferencewaterbodyindex

绿光波段与近红外波段反射率之差和这两个波段反射率之后的比值。3.2

阴影水体指数shadewaterbodyindex

可见光波段与近红外波段数学运算构成的、尽可能消除山体阴影影响的水体指数。3.3

谱间关系法multi-bandspectrum-photometricmethod

分析地物在不同波段上的灰度值、综合多波段特征，监测水体技术方法，建筑物阴影会造成一定影响；改进谱间关系法减少了阴影影响，提升了对浅水区的识别能力。

3.4

阈值threshold

在图像处理中，决定输出图像特征的某一参数的作用或取值范围。3.5

像元pixel

组成卫星图像的最小单元。3.6

太阳高度角solarelevationangle太阳所在方向与地平线方向的夹角。

3.7

太阳天顶角solarzenithangle太阳所在方向与天顶方向间的夹角。

3.8

陆地水体inlandwaterbody

2

陆地表面的江河、湖泊、水库等天然或人工的水体。

3.9

反射率reflectivity

地表的反射波强度与入射波强度的比值。

4陆地水体面积监测技术方法

4.1数据要求

4.1.1时相要求

卫星影像选择要保证水体成像完整、水体上空少云或无云覆盖，一般在内蒙古的6至8月开展水体面积监测评价。

4.1.2数据要求

选择满足时相要求的多光谱数据，空间分辨率尽量保持一致。

4.2高分卫星图像预处理

对高分卫星遥感数据进行辐射定标、大气校正、正射校正、几何精校正等预处理步骤。

4.3水体面积提取

4.3.1归一化水体指数

适用于地势平坦区域水体信息的提取。若依式（1）计算的NDWI≥T，则为水体。

……

式（1）中，

NDWI归一化水体差异指数；

Bgreen—绿色波段，对应高分一号、高分二号卫星的第2通道；

Bnir—近红外波段，对应高分一号、高分二号卫星的第4通道。T—经验阈值，建议取值0.078。

4.3.2阴影水体指数

适用于丘陵区、山区水体信息提取。若依式（2）计算的SWI≥C，则为水体，否则为阴影。

SWI=Bblue×rblue+Bgreen×rgreen-Bnir×rnir

…………（2）

式（2）中，

SWI—阴影水体指数；

3

Bblue—蓝色波段，对应高分一号、高分二号卫星的第1通道；Bgreen—绿色波段，对应高分一号、高分二号卫星的第2通道；

Bnir—近红外波段，对应高分一号、高分二号卫星的第4通道；

C—经验阈值，建议取值0.10。

r—太阳高度角订正后的反射率。

阴影水体指数计算时，各波段需经太阳高度角订正。

r=R/cosZ…………（3）

式（3）中，

r—订正后的反射率；

R—从灰度值推算出的反射率；Z—该点的太阳天顶角。

4.3.3谱间关系法

分析地物在不同波段上的灰度值、综合多波段特征，对水体进行判识，适用于高分一号、高分二号卫星数据。满足以下条件则为水体。

…………（4）

式中：

—蓝色波段，对应高分一号、高分二号卫星卫星数据的第1通道；

—绿色波段，对应高分一号、高分二号卫星卫星数据的第2通道；

—红色波段，对应高分一号、高分二号卫星卫星数据的第3通道；

—近红外波段，对应高分一号、高分二号卫星卫星数据的第4通道。

为改进谱间关系法对建筑阴影区的识别能力，提出了改进谱间关系法，适用于高分一号、高分二号卫星数据。满足以下条件则为水体。

BmtBW018………

BmtBW018

式中