珊瑚島礁岸線高分sar遙感提取方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種海洋水深遙感測量方法，尤其涉及一種基于遙感圖像自動提岸線 的珊瑚島礁岸線高分SAR遙感提取方法。
【背景技術】
[0002] 海岸線是海陸分界線，在我國系指多年大潮平均高潮位時的海陸分界線，海岸線 位置測定是人們研究海陸相互作用、海洋地質(zhì)研究、氣候變化和環(huán)境保護等必須進行的一 項技術活動，也是進行海洋地形圖測繪、海岸帶調(diào)查等工作的重要內(nèi)容。SAR遙感影像中各 類地物都具有相對獨立的特征，主要原因是在SAR遙感影像中陸地部分植被能多次后向散 射能量，礁盤部分主要為礁巖，表面平滑，只能發(fā)生單次后向散射，而微波與海面發(fā)生Bragg 散射，從而使得不同地物類型在SAR遙感影像中體現(xiàn)出不同的紋理信息，正是根據(jù)這一特 性，可以利用SAR遙感影像進行實時海岸線提取。
[0003] 遙感影像是海岸線提取的重要數(shù)據(jù)源，主要包括光學影像和雷達影像兩類。由于 光學影像易受到云層、太陽輻射等氣象條件以及太陽光照條件影響，降低了光學影像的質(zhì) 量，從而影響海岸線提取精度；而SAR遙感影像具有全天時、全天候觀測以及穿透云層能力 等特點，因此基于SAR遙感影像提取海岸線，能夠較好的解決海島礁常受到云層和天氣影 響處于云霧遮擋狀態(tài)的問題，目前，還沒有采用基于亞米級高分辨率SAR遙感影像自動提 取海岸線的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種珊瑚島礁岸線高分SAR遙感提取方法，用于解決現(xiàn)有技術中因云 層等影響導致珊瑚島礁海岸線不準確的問題，采用高分SAR遙感影像作為海岸線提取的數(shù) 據(jù)源，實現(xiàn)精確和實時的珊瑚島礁岸線測定。
[0005] 珊瑚島礁岸線高分SAR遙感提取方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟一：對獲取的SAR遙感影像進行初步降噪預處理；
[0007] 所述初步降噪預處理是利用濾波對SAR遙感影像進行濾噪處理；
[0008]步驟二：將預處理后的SAR遙感影像進行再次降噪處理，以滿足岸線自動提取所 需的SAR遙感影像要求；
[0009]步驟三：通過降噪后的SAR遙感影像生成紋理圖像，并確定分析的區(qū)域；
[0010] 步驟四：對SAR遙感影像進行分類，并對獲取的分類結果進行閉運算和分類后處 理消除局部碎斑；選擇陸地植被、礁盤和水體的紋理特征信息進行分類；
[0011] 步驟五：利用柵矢轉換方法將分類后處理的圖像轉為矢量數(shù)據(jù)，再通過斑塊面積 計算、斑塊融合、碎斑剔除、面轉線處理、假邊界剔除和平滑處理得到瞬時水邊線；
[0012] 步驟六：最后利用平滑處理工具，獲取珊瑚島礁海岸線。
[0013] 如上所述的珊瑚島礁岸線高分SAR遙感提取方法，所述步驟一中的濾波采用的是 LEE濾波，并采用雙次LEE濾波實現(xiàn)圖像濾噪的效果。
[0014] 如上所述的珊瑚島礁岸線高分SAR遙感提取方法，所述步驟二中采用的再次降噪 處理的方法為中值濾波法、低通濾波法和數(shù)字形態(tài)學濾波法。
[0015] 如上所述的珊瑚島礁岸線高分SAR遙感提取方法，所述步驟四中采用的SAR遙感 影像進行分類方法為最小距離分類法。
[0016] 本發(fā)明的有益效果：
[0017] 本發(fā)明利用高分SAR遙感影像，綜合采用頻率域濾波、線性濾波核非線性濾波結 合的降噪方法，基于SAR遙感影像紋理特征信息及矢量后處理技術提取珊瑚礁岸線，能夠 有效避免因云層、太陽輻射、極端天氣等氣象條件以及太陽光照條件等因素影響岸線提取 的精度；可為近海及遠海島礁岸線的自動提取與變化分析提供依據(jù)，便于進行海洋地形圖 測繪和海岸帶調(diào)查等應用。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明實施例的流程圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明實施例中SAR遙感影像經(jīng)Lee濾波慮噪預處理結果圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明實施例中SAR遙感影像中值濾波結果圖；
[0021] 圖4是本發(fā)明實施例中SAR遙感影像低通濾波結果圖；
[0022] 圖5是本發(fā)明實施例中SAR遙感影像數(shù)學形態(tài)學濾波處理圖；
[0023] 圖6a是本發(fā)明實施例中降噪SAR遙感影像圖；
[0024] 圖6b是本發(fā)明實施例中降噪SAR遙感影像紋理圖像直方圖；
[0025] 圖7是本發(fā)明實施例中最小距離分類結果圖；
[0026] 圖8是本發(fā)明實施例中最小監(jiān)督分類圖經(jīng)分類后處理結果圖；
[0027] 圖9是本發(fā)明實施例中分類后處理圖經(jīng)碎斑處理后圖像；
[0028] 圖10是本發(fā)明實施例中面轉線結果圖；
[0029] 圖11是本發(fā)明實施例中提取的珊瑚島礁岸線結果圖；
[0030] 圖12是本發(fā)明實施例中提取的珊瑚島礁岸線與標準岸線疊合圖；
[0031] 圖13是本發(fā)明實施例中提取的珊瑚島礁岸線精度驗證圖。
【具體實施方式】
[0032] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0033] 如圖1所示，本實施例一種珊瑚島礁岸線高分SAR遙感提取方法，以中國南海西沙 群島某處的高分SAR衛(wèi)星遙感影像進行珊瑚島礁岸線提取為例，進行詳細描述，包括以下 步驟：
[0034] 步驟一：對獲取的SAR遙感影像進行初步降噪預處理；
[0035] 所述初步降噪預處理是利用濾波對SAR遙感影像進行濾噪處理，并利用兩次Lee 濾波對SAR遙感影像進行濾噪處理，Lee濾波是基于圖像局部統(tǒng)計特性進行圖像斑點濾波 的典型方法，其原理是基于完全發(fā)育的斑點噪聲模型，選擇一定大小的窗口作為局部區(qū)域， 計算其均值和方差，從而達到圖像濾噪的效果。本實例中利用Lee濾波對SAR遙感影像進 行降噪的窗口大小設定為5*5。
[0036] 如圖2所示，原始SAR遙感影像中大量的斑點噪聲，運用兩次Lee濾波消除了大量 顆粒噪聲，平滑了SAR遙感影像。
[0037] 步驟二：將預處理后的SAR遙感影像進行再次降噪處理，滿足岸線自動提取技術 所需的SAR遙感影像要求。
[0038] Lee濾波后的SAR遙感影像雖消除了部分顆粒噪聲，但并未達到岸線自動提取技 術所需的影像質(zhì)量要求，故再采用中值濾波、低通濾波和數(shù)字形態(tài)學法對SAR遙感影像進 行再次降噪處理，從而消除SAR遙感影像中斑點噪聲對珊瑚礁岸線自動提取的影響。
[0039] 數(shù)學形態(tài)學濾波法是一種非線性濾波器，根據(jù)不同的目的可以選擇不同類型、大 小和形狀的結構元素進行相應的形態(tài)變換，從而進行噪聲消除。
[0040] 函數(shù)b對函數(shù)f進行灰度膨脹可定義f?b，其運算模型公式如下：
[0041] f十b(s，t) =max{f(s_x，t_y)+b(x，y) | (s-x)，（t-y)eDf; (X，y)eDb} (1)
[0042] 式中，Df和Db分別是函數(shù)f和b的定義域，b是形態(tài)處理的結構元素。
[0043] 中值濾波法的基本原理是把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點的一個鄰域中各點值的 中值代替，它是一種去除噪聲的的非線性處理方法，它在去噪的同時也保護了圖像的邊緣， 中值濾波法模型公式如下：
[0044] 一組數(shù)Xlix2ix3iLiXn，把各數(shù)按值的大小順序排