高分一号-卫星遥感影像面向对象的水边线提取

基于面向对象技术的水边线提取快速方法文章针对遥感方法提取弱水边线不连续问题，结合Canny算子边界定位的准确性与支持向量机二元分类的优越性，提出了基于面向对象技术的水边线快速提取方法。

采用Canny算子對遥感影像进行影像分割，支持向量机结合纹理、几何等空间信息方法对分割单元进行水体与非水体信息二元分类。

根据热红外波段水体非水体光谱特征，使用交互式数据语言编程基于网格法自动选择水体与非水体样本，快速完成水边线矢量信息提取。

实验结果表明：该方法提取水边线快速、高效，在弱水边线处水边线在定位精度、连续性方面与其他方法相比表现出较大优势，研究结果对海岸线调查、潮滩地形遥感反演具有重要的参考价值。

标签：水边线提取；面向对象；网格；Canny；支持向量机1 概述水边线是水陆交界线，是遥感影像上重要的特征线。

水边线信息提取对于后续的海岸线提取、潮滩地形建模、影像定位、岸线变迁等研究具有重要的意义。

如何从遥感影像上快速准确地提取水边线，一直是国内外学者研究的热点。

JooHyung Ryu等人在韩国Gomso湾潮间带利用TM数据阈值分割法进行水边线提取[1]，并探讨了不同TM波段在提取水边线时的有效性，具有实现简单，处理速度快的优点，但当水陆分界线两侧的影像特征不明显时效果较差；AndreasNiedermeier等人研究了基于小波边缘检测的SAR图像水边线提取[2]，这种方法获得的水边线位置较为准确，但受噪声影响大，致使提取的水边线出现中断现象，难以得到完整的水边线；沈琦等用主动轮廓模型对SPOT5影像进行边缘提取[3]，适合于对简单图像的分割，但稳定性差、对初始轮廓线的位置要求比较高；申家双等提出了基于Canny算子和GAC模型相结合的影像水边线提取方法[4-5]，适合于强水边线，自动化程度较高，但对水边线严重凹陷及弱水边线效果较差。

朱小鸽应用多时相Landsat卫星遥感图像，采用神经网络分类方法监测海岸线的变化并计算增长的陆地面积[6]，该方法对坡度平缓的淤泥质潮滩水陆分离效果不佳。

基于面向对象技术的水边线提取快速方法作者：唐立军杨立君王得玉李文梅来源：《科技创新与应用》2017年第27期摘要：文章针对遥感方法提取弱水边线不连续问题，结合Canny算子边界定位的准确性与支持向量机二元分类的优越性，提出了基于面向对象技术的水边线快速提取方法。

采用Canny算子对遥感影像进行影像分割，支持向量机结合纹理、几何等空间信息方法对分割单元进行水体与非水体信息二元分类。

根据热红外波段水体非水体光谱特征，使用交互式数据语言编程基于网格法自动选择水体与非水体样本，快速完成水边线矢量信息提取。

实验结果表明：该方法提取水边线快速、高效，在弱水边线处水边线在定位精度、连续性方面与其他方法相比表现出较大优势，研究结果对海岸线调查、潮滩地形遥感反演具有重要的参考价值。

关键词：水边线提取；面向对象；网格；Canny；支持向量机中图分类号：P237 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）27-0001-041 概述水边线是水陆交界线，是遥感影像上重要的特征线。

水边线信息提取对于后续的海岸线提取、潮滩地形建模、影像定位、岸线变迁等研究具有重要的意义。

如何从遥感影像上快速准确地提取水边线，一直是国内外学者研究的热点。

JooHyung Ryu等人在韩国Gomso湾潮间带利用TM数据阈值分割法进行水边线提取[1]，并探讨了不同TM波段在提取水边线时的有效性，具有实现简单，处理速度快的优点，但当水陆分界线两侧的影像特征不明显时效果较差；AndreasNiedermeier等人研究了基于小波边缘检测的SAR图像水边线提取[2]，这种方法获得的水边线位置较为准确，但受噪声影响大，致使提取的水边线出现中断现象，难以得到完整的水边线；沈琦等用主动轮廓模型对SPOT5影像进行边缘提取[3]，适合于对简单图像的分割，但稳定性差、对初始轮廓线的位置要求比较高；申家双等提出了基于Canny算子和GAC模型相结合的影像水边线提取方法[4-5]，适合于强水边线，自动化程度较高，但对水边线严重凹陷及弱水边线效果较差。

2018年2月第1期城市勘测Urban Geotechnical Investigation & Sur^^eyingFeb .2018No .1文章编号= 1672-8262(2018)01-33-04中图分类号:TP 751 文献标识码:A一种面向对象的武功湖水体信息自动提取方法杨启明|!t ,付青2(1.福州市勘测院，福建福州350108; 2.井冈山大学电子与信息工程学院，江西吉安343009)摘要:针对高分一号卫星遥感影像中水体信息自动提取问题，本文分别采用单波段阈值法、归一化差异水体指数法 (NDWI )、基于像元和面向对象的组合分类方法对武功湖的水体信息进行提取，并对提取结果进行比较与精度评定。

结果表明：不同的方法提取水体结果不同，精度亦不相同。

其中，基于像元和面向对象的组合方法提取的水体信息最 完整，精度可达91. 52% ;单波段阈值法精度最低，但结合NDWI 法后提取水体精度明显得到改善，可以有效剔除建筑物和云层的阴影。

此次试验为GF -1卫星遥感影像信息提取等工作提供一定科学参考。

关键词：GF -1;武功湖；NDWI ;水体信息提取1引言高分一号（GF -1)卫星于2013年4月26日成功发射，是高分辨率对地观测系统国家科技重大专项的 首发星，配置了 2台2m 分辨率（全色）、8 m 分辨率(多光谱）相机,4台16 m 分辨率多光谱宽幅相机，地 面分辨率可实现全色优于2 m ,多光谱优于8 m [1]。

GF -1是我国首次实现单卫星上高分辨率与大幅宽相结合的技术，宽视场同时还可以适应多种光谱分辨率 与空间分辨率，满足各种应用需求[2]，其有效载荷技术 指标如表1所示：GF -1卫星有效载荷技术指标表1参数详细参数幅宽60km重访周期（侧摆时）4 d 轨道高度645 km空间分辨率全色 2m 多光谱8 m 光谱范围全色0.45 pm ~0.90 pm 多光谱0.45 pm ~0.52pm 0.52 pm ~0.59pm 0.63 pm ~0.69pm 0.77 pm ~0.89pm目前，遥感信息技术用于提取水体信息主要有两 类方法:基于像元光谱统计的遥感影像提取方法和面 向对象的遥感影像提取方法。

Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：『 Ｔ １ ｏ ｒ ｄｅ ！ ’ｔ ｏ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｐ ｏｐ ｕ ｌ ａｒ ｉ ｚ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ—ｓ ｐａ ｔ ｉ ａ ｌ ｏ ｆ ｄｏ ｍｅ ｓ ｔ ｉ ｃ ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｓ ｅ ｎｓ ｉ ｎｇ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｏ ｆ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｏｕ ｒ ｅ ｅｓ ．ｕ ｓ ｉ ｎｇ ＧＦ 一 １ ｆ ０ ｒ ｗａ ｔ ｅｒ ‘ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｅ ｔ ｉ ｏｔ Ｉ ｉ ｎ Ｐａ ｎ ｙ ｕ ａ ｎ ｄ Ｎａ ｎ ｓ ｈ ａ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ ， Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈｏ ｕ Ｃｉ ｔ ｙ ，ｃ ｏ ｍｐａ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ ａ ｎｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ— ｂ ａ ｎ ｄ ｔ ｈｒ ｅ ｓ ｈ ｏ ｌ ｄ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｔｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ．ａ ｌ １ （ ｛ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ｎ ｌ ａ ｄ ｅ ．ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｂ ｅ ｓ ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ Ｎ Ｄ １ ． ｗ ｈ ｉ ｒ ‘ ｈ ｉ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ’ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ｏ （ Ｉ ｓ ｉ ｆ ） ｒ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｄ ｏ ｍｅ ｓ ｔ ｉ （ － ｒ ｅ ｍｏ ｔ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＧＦ 一１ ：ｗ ａ ｌ ｒ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ；ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ—ｂ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｒ ｅ ｓ ｈ ｏ ｈ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ：ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ：ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ； Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃｉ ｔ ｙ

近年来,随着卫星遥感技术的不断进步,我国相关研究机构对遥感实验不断进行探索,越来越多的专家学者将卫星遥感技术应用在水体监测、调查与应用等多个方面,对卫星遥感影像数据的水体信息提取进行了大量研究[1-2]。

丁凤以Lands at 卫星遥感影像信息为数据源,研究了新型的归一化差分水体指数(N or m al i z ed D i f f er ence W at erI ndex ,N D W I ),可以用于水体信息的便捷迅速提取。

查车等充分运用面向对象方法,分别提取了SPO T5,R apdEye 等卫星遥感影像的水体信息,这其中以天绘一号卫星遥感影像数据为数据源的水体信息的提取精度最高。

胡卫国则使用归一化差分植被指数(N or m al i z ed D i f f er ence V eget at i on I ndex ,N D V I )与N D W I 进行资源一号卫星遥感影像数据的水体信息提取研究,并认为决策树方法更适用于02C 星遥感影像数据的水体信息提取。

笔者利用高分一号(G F-1)卫星遥感影像数据,对水体信息提取进行了研究。

1高分一号卫星遥感影像数据介绍及预处理1.1高分一号卫星遥感影像数据介绍高分一号卫星搭载了2台分辨率为2m 全色、8m 多光谱相机和16m 多光谱宽幅相机(由4台透射式CCD 相机组成,分别为W FV 1~W FV 4)。

其中2m /8m 相机的幅宽为70km ,16m 相机的幅宽为800km [3]。

由于高分一号卫星的重访周期为4天,而其他具有类似空间分辨率的卫星的重访周期大多为10余天,因此与其他遥感卫星相比,高分一号卫星在空间分辨率和时间分辨率上具有双重优势。

1.2高分一号卫星遥感影像数据预处理本文采用的研究数据为滁州市G F-1W FV 多光谱遥感影像数据,行政区划数据为滁州市s hp 文件数据。

因本文所研究的区域属于丘陵和平原的综合地区,故需要对原始遥感影像先进行几何校正,并在使用前对所获得的遥感影像进行正射校正。

遥感图像ENVI水体提取步骤数据要求:1. 下载的影像数据，尽量为同日期或者尽量靠近，不能相差时间太长，提供的影像为2004年第259天，1994年第295天，2004年第268天。

其中1994年的影像肯定不行2.下载的影像数据，尽量没有云层覆盖类似这种研究区域中水体部分存在云层时，该影像不能用，需用接近该日期的影像替代。

水体提取步骤如下(一)7个单波段合并成一个文件1.ENVI软件中File-Open Image File,弹出以下对话框，选择文件夹下b1-b7影像并打开，如下:2.将7个波段合成一个影像文件，操作如下图:3.点击Import File,选择所有波段5.点击Reorder Files鼠标拖动，确保波段1-7序号，从b1-b7，排序如下:6(右边窗口设置坐标系如下:UTM,WGS-84,49N 7.定义文件名后，生成一个整的影像文件同理，依次将其他文件夹下的7个波段合并成各自文件。

(二)多个文件镶嵌拼接成一个整的文件注意:该步操作比较复杂，拼接文件可能存在色差不均衡问题，具体请多网上查些资料;1.基于地理坐标进行拼接，操作如下:2.Import Files将上步生成的三个文件导入进来3.分别右键文件名，选择Edit Entry(三个文件操作一致)4.设置Data Value to Ignore背景值为0，羽化距离根据需要设置(不固定);Color Balancing(颜色平衡参数，其中Fixed为以该文件为标准，其他影像进行调整，可对其中一个文件设置为Fixed，其他两个文件设置为Adjust)5.File-Apply，影像拼接拼接结果如下:(三)水体区域提取1.Envi中波段运算，如下:2.输入以下表达式 (b2*1.0-b4)/(b2+b4) gt 0 (可用其他方法，依实际情况而定)3.分别设置算法中各个变量对应的波段，b2表示第3个波段，b4为第5个波段4.根据研究区域进行裁剪，并统计其中为1的像元个数，影像加载显示后，加载矢量文件:5.加载区域shp文件，第一次加载时后缀选择.shp会自动生成一个evf文件，下次打开直接加载evf即可。

基于高分遥感影像的黄土高原地区水体高精度提取孙娜;高志强;王晓晶;罗志东【摘要】In the Loess Plateau region, it is difficult to extract the complex water automatically and accurately in a large area, and hence a new water extraction method is proposed in this paper, which combines the object-based image analysis and seeded region growing algorithm. In the first step, it uses object -based image analysis to extract the main part of the water body according to the different water features and form the seeds region of water area. Then based on the result, the seeds grew to the precise shape of water. Extraction result shows that the method is effective, high precise and high efficient.%黄土高原地区水体特征复杂多样,基于高空间分辨率遥感影像在大面积范围内,现有提取方法很难兼顾精度与效率,故提出一种新型的水体精细化自动提取方法.首先,在全局范围内根据不同的水体类型使用面向对象的影像分析技术按照不同的规则方法初步提取水体的主体部分,形成水体的种子区域;然后,在局部范围内根据同一地物的光谱相似性,进行区域种子生长,实现水体的高精度提取.结果表明,使用该方法提取的水体边缘可以较好地与影像吻合,更能保证水体的完整性,有效减少干扰信息,提升运算效率.【期刊名称】《国土资源遥感》【年(卷),期】2017(029)004【总页数】6页(P173-178)【关键词】水体提取;黄土高原地区;区域种子生长;面向对象的影像分析;高空间分辨率【作者】孙娜;高志强;王晓晶;罗志东【作者单位】北京地拓科技发展有限公司,北京 100084;北京地拓科技发展有限公司,北京 100084;北京林业大学,北京 100083;北京地拓科技发展有限公司,北京100084;水利部水土保持监测中心,北京 100053【正文语种】中文【中图分类】TP79随着遥感技术的不断发展，利用遥感手段对水体进行实时动态监测对土壤侵蚀、水资源和水环境调查以及旱情和洪涝监测等具有重要的意义。

０ 引 言
湖泊 作为 地球 表 面 各 圈层 相 互 作 用 的连 接 点 ，对 于 气候 和 环境 的变化 十分 敏 感 ，它 的形 成 与消 失 、扩 张与 收 缩及 其 引起 的生 态 环 境 的演 化 过 程是 全球 的 、区域 的和 局部 的构 造 和气 候 事件 共 同作 用 的 结果 ｕ 。青 藏 高原 湖 区 ，受人 类 活动 影 响 较小 ，大 多 数 湖 泊 处 于 自然 状 态 ，湖 泊 的变化 能够 真 实 地 反 映 气候 状 况 ，是 气 候 变 化 敏 感 的 指示 器 。但 青 藏 高原 地 区 自然 条 件 恶 劣 ，人 类 难 以对 其湖 泊进行 长 时 间 的实 地 考 察 和监 测 ，遥 感 技 术 的 出 现 解 决 了 这 一 难 题 ，为 研 究 湖 泊 变 化 提 供 了 强 有 力 的 支 持 。伴随技术的不断发展 ，高分辨率成为遥感卫星发 展 的重 要方 向 。我 国于 ２０１３年 成功 发射 了首颗 自主研 制 的高分 辨率对 地 观测 卫 星 “高分 一 号 ”，该卫 星 突破 了高
Ｔｈｅ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｍ ｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｉｂｅｔａｎ Ｐｌａｔｅａｕ’Ｓ Ｌａｋｅｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＧＦ 一１ Ｒｅｍ ｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｉｍ ａｇｅ
Ｑ１ Ｚｈｉｃｈｅｎ，ＺＨＡＯ Ｑｉ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６５９０，Ｃｈｉｎａ）
ｆｒｏｍ ｇｌｏｂａ ｌ ｔｏ ｌｏｃａ ｌ，ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｎｏｎ—ｌａｋｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｇｒｏｕｎｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ｊｕｄｇｉｎｇ ｅａｃｈ ｌａｋｅ’Ｓ ＮＤＷＩ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｉｎｄｅｐｅｎｄ—

Ｚ ＨＡＯ Ｚｈ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ － Ｌ Ｉ Ｈｕ ｉ ＤＯＮＧ Ｙｕ ｅ ’ ｅ ３ ＸＵ Ｗｅ ｉ Ｗ ＡＮＧ Ｐ ｉ ｎ ｇ Ｊ Ｉ ＮＧ Ｌ ｉ ｎ ｈ ａ ｉ 。
（ １ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｇｅ ｏ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｑｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ５ ９ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
ａ ｒ ｅ ａ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ｏ ｆ ａ ｒ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ｉ ａ ｌ ｃ ｏ ａ ｓ ｔ ａ ｌ ｚ ｏ ｎ ｅ ｓ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ， ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ａ ｓ ｔ ａ ｌ ｚ ｏ ｎ ｅ ｓ ｉ ｎ Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ａ ｎ ｄ
ｏｂ ｊ ｅ ｃ ｔ － ｏ ｒ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ Ｗａ ｔ ｅ ｒ ｌ ｉ ｎ ｅ Ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＧＦ － １ Ｓ ａ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｔ ｅ Ｒｅ ｍｏ ｔ ｅ
￣ 一 ｉ ｅ ｎ ｓ ｉ ● ｎ ｇ 一 Ｉ ｍａ ｇ ｅ ｓ
文章 以津冀地 区沿海城 市海岸带为例，选取 “ 高分一号”卫星数据为遥感数据源，首先对数据进行 了辐
射校正 、几何校正 、影像 融合和裁剪等处理 ，然后采用面向对 象的 目标提取技术 自 动提取 了研究 区内大 范围的水边线，并在充分 了解不同海岸类型 的遥感解译标志的基础上对提取 的岸线进行 了分类。结果显
Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ９ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） （ ３ Ｎａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｏｃ ｅ ａ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ １ １ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）

国产高分系列遥感影像水体提取方法研究国产高分系列遥感影像水体提取方法研究一、引言遥感技术在水体监测和管理中起着重要作用。

随着高分辨率遥感卫星的发展，国产高分系列数据提供了丰富的遥感影像数据，为水体提取提供了更多可行性。

本文旨在通过对国产高分系列遥感影像水体提取方法的研究，探讨其在水资源管理中的潜力和应用。

二、国产高分系列遥感影像国产高分系列卫星由中国自主研发，包括高分一号、高分二号等，在遥感数据获取方面具有一定的优势。

这些卫星拥有高空间分辨率、宽幅度和高频率的观测能力，可以提供高质量的遥感影像数据，为水体提取提供了良好的基础。

三、水体提取方法1. 基于阈值分割的方法基于阈值分割的方法是常用的水体提取方法之一。

该方法通过设置阈值，将像素值与之进行比较，从而将水体和非水体区分开来。

在国产高分系列遥感影像中，可以使用基于直方图分析或人工设定阈值的方法进行水体提取。

2. 基于指数变换的方法基于指数变换的方法侧重于使用遥感影像的多光谱波段特征来提取水体。

通过计算不同光谱波段之间的指数，如归一化植被指数（NDVI）和归一化差水指数（NDWI），可以识别水体和非水体区域，并进行提取。

3. 基于机器学习的方法基于机器学习的方法结合了遥感影像的多个特征，如光谱、纹理和形状等，通过训练分类器来进行水体提取。

常用的机器学习算法包括支持向量机（SVM）、随机森林（RF）和人工神经网络（ANN）等。

这些方法可以通过样本集训练模型，提高水体提取的准确性和稳定性。

四、国产高分系列遥感影像水体提取方法的应用1. 水资源管理国产高分系列遥感影像水体提取方法可以为水资源管理提供准确、实时的数据支持。

通过监测水体面积和水质变化，可以及时发现水资源的状况变化、实施合理的资源分配，促进水资源的合理利用和保护。

2. 水环境监测水体提取方法可以用于水环境监测。

通过提取水体边界和水体覆盖范围，可以对水生态系统进行空间分析，识别污染源的位置和分布情况，提供科学依据和技术支持，为水污染控制和治理提供重要参考。

高分 一 号 卫 星是 中 国高 分 辨 率对 地 观 测 系 统
的第 一 颗卫 星 ． 于２ ０ １ ３年 ４月 ２ ６日在 酒 泉卫 星 发
射 中心 由长 征 二号 丁 运载 火箭 成 功 发射 Ｇ Ｆ 一 １卫
星搭 载 了两 台 ２ ｍ分 辨 率全 色／ ８ ｍ分 辨 率 多光 谱 相 机， 四台 １ ６ ｍ分 辨率 多光 谱相 机 。其 波段 设置 与 哪
综 合 方 法 可 以 提取 完 整 准 确 的 水 体边 界 ． 并 且 抑制 了 ９ ５ ％以 上的 非水 体 信 息 ． 明 显 改善 了水 体 信 息 提 取精 度
关键词 ： 遥感 ： Ｇ Ｆ 一 １ 卫星 ： 岗南水库 ： 水体提取 ： 主 成 分 分 析
中图 分 类 号 ： Ｐ ２ ３ ６
在 近 红外 波 段 （ Ｂ ４ ） 强 吸 收 的 特性 ： ②植被 、 裸 地 和
阴 影信 息在 蓝 光 波 段 （ Ｂ １ ） 到 绿 光波 段 （ Ｂ ２ ） 亮 度 值
随着遥 感 技 术 的飞 速发 展 ． 利 用 遥感 数 据 来 进
行 水 资 源 的监 测 、 ｉ ｊ 吉 Ｉ 查 和 分 析 已成 为 一 种 必 然 的 趋
本研 究 针对 我 国 Ｇ Ｆ 一 １ １ ６米 分 辨率 多 光谱 相 机
获 取 的遥 感影 像 的波 段 光谱 特 征 ． 使 用 单波 段 阈值 法、 谱 间 关 系法 、 水体 指 数 法提 取 水体 信 息 ， 在 此 基 础上 ． 进一 步 提 出一 种基 于 主 成分 分 析 综合 提 取 水
柯 丽娟 ｌ ， ２ ． 赵 红莉 ． 蒋 云 钟
（ １ ． 中 国水 利 水 电科 学 研 究 院 流 域水 循 环 模 拟 与 调 控 国 家重 点实 验 室 ． 北京 １ ０ ０ ０ ３ ８ ： ２ ． 兰州 交 通 大 学 测 绘 与地 理信 息 学 院． 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ） 摘 要： 选用 Ｇ Ｆ 一 １ 卫 星遥 感 影 像 为 主 要 数 据 ． 以 南 水 北 调 京石 段 主 要 水 源 地 之 一 岗 南 水 库 为 研 究 区 域 ． 依据 Ｇ Ｆ 一 １

利用高分一号影像提取水体信息的方法研究作者：谷金英晏明张晓娇来源：《农业与技术》2018年第11期摘要：高分一号卫星影像以高空间分辨率、多光谱分辨率以及高时间分辨率为优势在水资源领域中具有广阔的应用空间。

为了能够找到一种及时、快速、准确提取水体信息的方法，本文采用单波段阈值法、谱间关系法、NDVI法以及NDWI法结合光谱分析等方法对吉林省扶余市与长春市交界的松花江部分河段的水体信息进行提取，并对提取结果进行对比、分析。

结果表明利用归一化差异水体指数（NDWI）法，再结合阈值法能够将水体信息完整地提取出来，此次试验研究为利用高分一号卫星影像提取水体信息提供了可靠地参考依据。

关键词：高分一号；水体提取；单波段阈值法；归一化差异水体指数；阈值法中图分类号：S-3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180631009水是地球上不可或缺的自然资源，也是维持自然生态系统健康稳定的决定性因子，快速、及时、准确地提取水体信息对水资源调查、洪涝灾害的监测与评估以及湿地保护等方面具有重要意义。

遥感卫星技术因其具有高空间和时间分辨率，多光谱分辨率以及获取便捷等优点，已成为提取水体信息的重要方法之一[1]。

高分一号卫星于2013年4月发射升空，该卫星搭载了2台2m分辨率全色/8m分辨率多光谱相机和4台16m分辨率多光谱相机（包括蓝、绿、红3个可见光波段和一个近红外波段）设计寿命5～8a，重访周期4d，具体参数见表1。

高分一号卫星自发射应用以来，提供了大量的高空间、高时间分辨率的卫星影像数据，但应用于水体提取的研究和方法尚不多见，因此本文针对GF-1卫星影像的光谱特性，选择常见的单波段阈值法、谱间关系法、NDVI、NDWI等方法旨在寻求一种能够快速、准确提取水体信息的途径。

1 研究区及数据源1.1 研究区概况本文选取吉林省中西部地区松花江流域的部分河段作为试验区，该实验区处于扶余市与长春市交界处，其范围为N4438'18''～4511'06''，E12528'07''～12624'34''。

测绘与空间地理信息GEOMATICS & SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY第44卷第1期2021年1月Vol.44, No.1Jan.，2021高分一号卫星遥感影像提取冰川堰塞湖水体方法比较张青，冯志敏，陈鹏（新疆维吾尔自治区生态气象和卫星遥感中心,新疆乌鲁木齐830011）摘要：快速准确地从遥感影像提取冰川堰塞湖水体信息，是研究冰坝遥感监测与应急监测的核心热点问题。

以GF-1卫星遥感影像为主要数据源，采用归一化差分水体指数（NDWI ）、改进阴影水体指数（ENDWI ）和面向 对象（SVM ）对克亚吉尔冰川堰塞湖水体进行定量提取。

比较分析3种水体判识方法，3种方法均可以提取完整 的水体边界，并且抑制了 90%以上的非水体信息。

NDWI 法和ENDWI 法可应用于OF-1地表水体提取，能够满足冰坝水体监测与应急监测需求，但面向对象法最适宜OF-1影像的水体信息准确提取。

关键词：冰川堰塞湖2F-1 ；高分辨率影像；水体信息提取中图分类号:P237文献标识码：A 文章编号：1672-5867（ 2021） 01-0017-03The Comparison of Methods for Extracting Water Body from GlacierBarrier Lake by GF-1 Satellite Remote Sensing ImagesZHANG Qing, FENG Zhimin , CHEN Peng(The Center for Ecological Meteorology and Satellite Remote Sensing of XinjiangUygur Autonomous Region , Urumqi 830011, China )Abstract :The rapid and accurate extraction of water body information of the glacier barrier lake from the remote sensing image is thecore hot spot of the research on the remote sensing monitoring and emergency monitoring of the ice dam. Taking GF-1 satellite remotesensing image as the main data source , the quantitative extraction of water body information of Keyajir glacier barrier lake was comple ­ted by adopting normalized difference water body index ( NDWI ) , improved shadow water body index ( ENDWI ) , and object -orientedmethod ( SVM ). Three methods of water extraction were compared and analyzed , the results show that the three methods can extract the complete water boundary and suppress more than 90% of the non-water information. NDWI method and ENDWI method can be ap ­plied to GF-1 surface water extraction , which can meet the requirements of ice dam water monitoring and emergency monitoring , butobject-oriented method is most suitable for accurate extraction of GF-1 image water information.Key words : glacier barrier lake ； GF-1 ； high resolution image ； water body information extraction0 引 言本文以克亚吉尔冰川堰塞湖为例，采用水体指数法和面向对象法，开展基于GF-1遥感图像水体提取研究， 并对提取结果进行定性、定量分析,探究水体信息提取精 度,为快速准确地从遥感影像提取水体信息，满足应急水 情监测及防洪灾害提供借鉴。

Sustainable Development可持续发展文章编号：1674-9146(2018)08-0045-03高分一号卫星遥感数据的水体信息提取沈梦君(安徽理工大学测绘学院，安徽淮南232001 )摘要：选择安徽省滁州市作为此次实验的研究区，以滁州市整体地表水体为目标对象，对高分一号卫星遥感数据进行水体信息提取实验。

采用单波段阈值、归一化差分植被指数（BDVI)、归一化差分水体指数（BDWI)、主成分分析 4种不同的提取方法进行实验，通过分析与比较实验提取的结果，剖析各种提取方法的优势和劣势，并以人工解译的 水体信息提取成果作为真值，对每种提取方法进行精度统计。

研究结果表明：单波段阈值提取方法和BDVI提取方法 的精度比其他方法低，BDWI提取方法受到城区及部分阴影的影响。

关键词：遥感影像；高分一号；水体信息提取;BDVI;BDWI中图分类号:TP75 文献标志码:A DOI ：10.3969/j.issn.1674-9146.2018.08.045近年来，随着卫星遥感技术的不断进步，我国 相关研究机构对遥感实验不断进行探索，越来越多 的专家学者将卫星遥感技术应用在水体监测、调查 与应用等多个方面，对卫星遥感影像数据的水体信 息提取进行了大量研究丁凤以Landsat卫星遥 感影像信息为数据源，研究了新型的归一化差分水 体指数（Normalized Difference Water Index，NDWI)，可以用于水体信息的便捷迅速提取。

查车等充分运 用面向对象方法，分别提取了 SP0T5, RapdEye等 卫星遥感影像的水体信息，这其中以一卫星遥感影像数据为数据源的水体信息的提取。

卫国 用归一化差分指数(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)与 NDWI进行源一卫星遥感影像数据的水体信息提取研究，为树方法更适用于02C星遥感影像数据的水体信息提取。

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１概述 光谱值 明显低于其他地 物 ， 因此选择第 ４波段 的值做为单波段 阈值 近年来 ， 人们对如何快 速准确的从遥感卫 星上获取水体信息得 分析 。经反复试验 ， 阈值在 １ ６ ０ — １ ８ ０之 间对水体信息 的提取较为有 到了广泛 的研究 。 丁凤【 １ ］ 以Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔ Ｅ Ｔ Ｍ影像为信息源 ， 认为新型的 利 。 很 多零星 的稻 田区域甚至是耕地 区域 的小沟壑阴影区也被提取 归一化差异水体指数 Ｎ Ｄ ＷＩ 可 以用于快速提取水体信息 。查车等日 出来 了提取 的水体信息效果 不佳 。由此可见 ， 仅依据一个波段 的特 运用面向对象方法分别提取 Ｓ Ｐ Ｏ Ｔ ５ ， Ｒ ａ ｐ ｉ ｄ Ｅ ｙ ｅ ，其 中天绘一 号卫 星 性并不能精确 的提取水 体信息 。 影像上的水体 信息的提取精度最高 。 胡卫 国 １ ３ １ 等利用 Ｎ Ｄ Ｙ Ｉ 与Ｎ Ｄ ＷＩ ３ ． ２ Ｎ Ｄ ＷＩ 水体指数法 对资源一 号 ０ ２ Ｃ星影像进行适用性 研究 ，认为决策树 方法更适合 归一化水体 指数法是通 过水体 的最 强与最弱 反射波段 进行 比 ０ ２ Ｃ星影像水体信息提取 。赵芳等［ ４ １ 以Ｚ Ｙ － ３ 号卫星 为数据源 ， 认 为 值运算 ， 以扩大水 体与其它地类之 间的差异 ， 有效的抑制植被信息 ，
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科技 论坛
高分一号卫星影像水体信息提取方法比较研究
黎显 平 ， 冯仲 科
（ １ 、 哈 尔滨师 范大学地理科学学院， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ２ ５ ２ 、 北京林 业大学精准林业北京市重点实验 室， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
摘 要 ：针对 高分一号卫 星影像 中水体信息的提取 ，本文分别采用单波段 阈值 法、归一化差异水体指数 法 （ Ｎ ＤＷＩ ） 、支持 向量机 （ Ｓ Ｖ Ｍ） 法与最佳指数法（ ＯＩ Ｆ ） 对天津 市武清近郊的水体信息进行提取 ， 并对提取结果进行细节比较与精度评价 ， 分析 ４种提 取方 法的优 势和不足。 结果表 明， 运用不同的方法对 高分一号卫星遥感影像 中的水体进行提取 ， 精度不尽相 同。 其 中， ＯＩ Ｆ综合方法提取的水体信息最 完整 ， 精度可达 ９ ５ ． ６ ２ ％； Ｓ Ｖ Ｍ 法操作针对性强 ， 提取精度 为 ９ １ ． １ ％； 归一化水体指数 法精度 最低 ， 但结合 阈值 法提取 水体后精度 明显得 到 改善 ， 精度 可达到 ９ ２ ． ２ ９ ％。此次试验 为高分一号水体信 息的提取提供 了有效的参考依据 。 关键词 ： 高分一号 ； 水体信 息提取 ； 归一化 差异水体指数（ Ｄ Ｗ１ ） ； 支持 向量机 （ ｓ ｖ Ｍ） ； 最佳指数法（ ＯＩ Ｆ ）

面向对象的遥感影像水田信息提取方法研究作者：王昌满等来源：《价值工程》2014年第05期摘要：由于自然灾害的影响，部分地区的水田缺水无法种植水稻，对水田信息的提取不再只是对种植的水稻提取，因此从高分辨率遥感影像中提取水田信息具有非常重要的作用和意义。

本文将水田分为有庄稼水田、地膜水田和未种植水田，利用面向对象的方法对水田信息进行提取。

论文在利用eCongniton软件对影像进行多尺度分割，不同的地类采用不同的分割尺度，采用模糊分类的方法，结合影像的光谱、形状、纹理等特征构建水田特征知识库对水田信息进行提取。

实验结果表明利用面向对象的方法对水田信息提取有良好的效果。

关键词：面向对象；信息提取；多尺度分割；eCongniton中图分类号：TP751 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）05-0206-030 引言随着要遥感影像分辨率的不断提高，地物的空间信息变得非常丰富，采用传统的基于像元的的光谱信息提取技术已经远远不能满足高分辨率遥感影像信息提取的要求。

根据高分辨率遥感影像的特点，Baatz M（1987）等根据高空分辨率影像的特点提出了面向对象的遥感分类方法[1]。

Baatz M（2000）等基于异质性最小的原则提出区域合并分割算法，实现了影像对象的多尺度认知模型构建[2]。

Hofmann（2001）等使用DEM作为高程专题层参与影像分割，利用IKONOS 影像提取了建筑物、道路，使建筑物、道路的形状得到了更正确的体现[3]。

在国内，面向对象的遥感影像分类方法也取得了很大的进展。

黄慧萍（2003-2004）等用高分辨率IKONOS影像，采用面向对象的多尺度遥感影像分割方法，自动提取了大庆市城市绿地覆盖信息，取得较好的效果[4]。

莫登奎（2005）等基于模糊聚类的面向对象分析方法，对株洲市城乡结合部土地利用信息进行提取，精度高，速度快[5]。

前人对面向对象影像信息提取做了很多的工作，本文利用eCogniton软件，结合高分辨率遥感影像的空间特征对地信息进行提取。