水体提取方法.docx

水体提取方法简单归纳总结一、基于 MODIS 影像的几种提取方法最常用的水体提取方法： 波段阈值法、谱间关系法(波段组合法)和多光谱混合分析法 单波段阈值法是提取水体的最简单易行的方法基本原理：是利用水体在近红外波段上反射率较低,易与其它地物区分的特点 ,选取单一的红 外波段, 通过反复试验, 确定一个灰度值,作为区分水体与其它地物的阈值即可 缺点：是无法将水体与山区阴影区分开来 ,提取的水体往往比实际要多有些文献中叙述由于阀值随时间、地点变化的不确定性使得该方法具有局限性 ,但对 于非山区的特定时相和区域里 ,尤其像 MODIS 这样高光谱的遥感数据, 首先应选用阈值法 进行试验 ,因为光谱的细分已经将上述问题大大减弱若能获得较满意的提取效果 ,则很容 易实现水体的自动提取 对于用阈值法确实得不到理想效果的 ,则可以考虑谱间关系法和多光谱混合分析法利用谱间关系可建立的模型很多，如对波段进行如下组合运算CH7/CH6 ,CH7/CH5, CH6/CH5, 从而找出组合图像上水陆分界非常明显的影像以CH7/CH6为例，可以采用如下方法剔除 非水体: 在 ENVI 软件下输入 CH7 及 CH6 波段 , 运用波段计算功能 ,将公式 CH7/CH6 输入 ,载入影像, 在放大窗口中 ,手工裁取明水水域范围, 生成多边形 ,对各多边形赋予一 个感兴趣区( AOI) 文件, 并将其输出为 EN-VI 等矢量文件即可 。

对波段进行组合运算的目的 ,是为了增强水陆反差 MODIS 数据的波段 1 是红光区(0. 62〜0.67um)，水体的反射率高于植被，波段2是近红外区(0. 841〜0. 876um)，植被 的反射率明显高于水体,因此, 采用归一化植被指数 NDVI( Normalized Difference VegetationIndex) 来进行处理可以增强水陆反差 ,其计算公式为 :DNVI= (CH2- CH1)/(CH2+ CH1) ( 1)( 1) 式中 CH1 ,CH2 分别为 MODIS 数据波段 1,2 的地表反射率 在 NDVI 图像中 ,水体的 ND-VI 值很低, 为负值,而植被 、 土壤的则较高 ,图像直方图表现为典型的双峰分布型 在此基础上 ,再通过选用阈值即可构建区分水体和植被 、土壤的模型多光谱混合分析法主要是针对所选区域及其周围的典型地物(如芦苇、林地、阴影、居 民地等) 进行分析 ,标出它们在各波段上的光谱亮度值 , 查找同一波段各地物的异同 ,必要 时对各波段进行加 、减、 乘 、 除等运算, 找出唯有水体满足的关系, 由此构建水体的提 取模型 二、基于 TM 遥感影像, 运用多种方法针对典型内陆淡水湿地的水体信息进行了提取实验 , 通过对实验结果的分析得出: 在面积的准确性 、提取的准确度以及视觉效果 3 种指标下 , 光谱分类法较其它方法效果要好，其次为单波段阈值分析法与植被指数法，较差的是多波段 谱间关系法与水体指数法；影响提取效果的主要原因是湿地水体提取不够完全这是由影像 的分辨率及湿地特殊的水文条件所造成的, 采用像元分解及多源遥感数据融合技术将成为 提高水体提取精度的重要手段。

基于环境一号卫星影像的提取方法：方法谱间关系法归一化植被指数法 NDVI归一化差异水体指数法NDWI改进的归一化差异水体指数法MNDWI实质就是构造波段 运算函数对影 像进行处理， 该方法能够利 用多波段的优 势综合提取水 体信息谱间关系法多 为国内学者所 采 用绿色植物在红光 波段(0. 6 um〜 0. 7 u m)具有 较咼的吸收率， 在近红外波段(0.7 u m 〜1. 1 u m)具有较咼反射 率和高透射率， 归一化植被指数 (NDVI)利用植物在 红光波段大于近 红外波段的光谱 亮度值，其他地 物在红光波段的 光谱亮度值小于 近红外波段，从 而把遥感影像中 的水体信息突显 出来从可见光到短波 红外波段水体的 反射强度逐渐减 弱，水体在近红 外波段和短波红 外波段范围内吸 收强度最大，近 乎没有反射，并 且植被在近红外 波段的反射率很 强，所以采用绿 光波段与近红外 波段的比值可以 抑制植被信息， 可以用可见光波 段和近红外波段 之间的运算来构 成NDWI,突出 影像中的水体MNDWI模型中，建 筑物等阴影在绿光 和近红外波段的波谱 特征与水体相似，当 采用中红外波段替换 近红外波段时，可以 使计算出的水体与建 筑物指数的反差明显 增强，大大降低了二 者的混淆程度，从而 有利于城镇中水体信 息的准确提取。

原理根据水体独特 的多波段谱间 关系特征，构 造出谱间关系 法水体提取计 算模型：(1)G + R > NIR +MIR;⑵MIR/G V a(a为阈值)，G代表绿光波 段，R代表红光波 段，NIR代表 近红外波段，MIR代表短 波红外波段计算公式:NDVI = (NIR — R) /(NIR + R)，式中:NIR 代表近红外波 段;R代表红光波 段计算公式：NDWI = (G — NIR) /( G + NIR)，式中:G 表示绿光波段；NIR表示近红外 波段用NDWI方法提取水体时结果 中混杂着许多非 水体信息，特别 是提取山区水体 时，会混有山区 阴影，计算公式:MNDWI =(G — MIR) /(G + MIR)，式中:G 代表绿光波段；MIR代 表短波红外波段1) 较NAWI更能揭示水体的 细微特征(2) 容易区分阴 影和水体(3) 在提取城镇 水体时更有 优势谱间关系法较适合地形起伏较小的地区，对于山地区域，山体易于阴影混淆表 2 水体提取方法的模型与波段参数：*{«£«!方湛所用渡段4 Hx血+Q-（归十⑹＜AIU-IBM公參曜劭也只丿儿厉美杀法w/gg療如EIM «fiWK?W.U.A5m04個lU-lB/OtlB 諛辭HU4ETM和俅的酣.14NIW1IU-111/(X12 WSH.M(62-M}KJ3I •形儼的 42.44MNiraiHMrai = (62-/d)/ 賊価IU-1B纽合爭像诒足舶EM形偉的42/5就段苑砂啊 A2： 0. 52 -0.60； 0.63 - 0.69； M：0.76 - 0.00；A5： 1.55-1.75.。