一种基于哨兵1号数据的干盐滩提取方法

技术领域

本发明涉及遥感测量领域，具体涉及一种基于哨兵1号数据的干盐滩提取方法。

背景技术

哨兵1号(Sentinel-1)卫星是欧洲航天局哥白尼计划(GMES)中的地球观测卫星，由两颗卫星组成，载有C波段合成孔径雷达，可提供连续图像(白天、夜晚和各种天气)；干盐摊有丰富的镁锂资源，具有巨大的资源开采潜力，但目前对于干盐滩自动提取方法较少，大多需要花费大量时间和人力进行实地调查，不能满足研究需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于哨兵1号数据的干盐滩提取方法，

步骤一：进行野外实地调查，对干盐滩土壤水份及盐度进行数据采集；

步骤二：使用SNAP软件对哨兵1号的数据进行预处理，得到后向散系数值，利用光学影像数据进行干旱指数(PDI)计算得出指数分布图；

步骤三：将步骤一中采集的一部分实测数据对应到哨兵1号数据预处理后的影像上，提取出对应的不同极化方式的盐湖和干盐滩后向散射系数值、颜色、纹理和波普特征，确定不同分类类型的后向散射系数值和干旱指数的范围阈值；

步骤四：对于范围阈值的确定，根据直方图谷底确定盐湖和干盐滩阈值的最大值和最小值，再选择一个阈值作为初始估计值，然后不断更新这一估计值，直到满足给定的条件为止，最终建立盐湖、干盐滩以及非干盐滩三种类型的分类标准；

步骤五：将干旱指数、光学影像、哨兵1号数据(包括VV和VH极化方式)3种数据进行波段组合，得到多源组合的遥感数据。

步骤六：利用已建立的盐湖、干盐滩以及非干盐滩三种类型的分类标准，以多源组合的遥感数据为底图，采集训练样本，进行支持向量机分类，最终得到盐湖、干盐滩以及非干盐滩分类结果图。

进一步地，步骤一的数据采集包括：寻找典型干盐滩区域，选择采样点，对各采样点进行土壤盐度以及土壤水份检测，对干盐滩进行量化，确定干盐滩土壤盐度和水份值的范围，以及对于有盐湖的区域进行定点。

进一步地，步骤五的数据不仅通过一类遥感数据进行监督分类，而是由干旱指数、光学遥感数据以及微波遥感数据组成的多源遥感数据，其能够反映出更多的信息，例如红、绿、蓝等波谱信息；穿透一些地物的成像特点信息，多源信息更有利地物的分类。

进一步地，还包括验证步骤，所述验证步骤为：将剩余的实测数据对应到结果图上，检查是否实测数据能够对应上干盐滩和盐湖。

进一步地，所述验证步骤为：将结果提取为干盐滩，但未实地调查的区域，提取其波普特征、颜色、纹理、后向散射系数值以及干旱指数，验证其是否符合分类标准。

采用以上方案后，本发明具有如下优点：(1)数据优点：哨兵1号携带的C频段合成孔径雷达具有全天候成像能力，能提供高分辨率和中分辨率陆地、沿海及冰的测量数据，其能不受云的影响，能探测到毫米级或亚毫米级地层运动；干盐滩具有干旱和盐度高的特点，哨兵1号数据对土壤层盐及水份敏感，如在VV极化方式的影像中，对水敏感，越湿润的地方，在影像上表现出越暗的特征。而VH极化方式中，相对于水来说，对盐较敏感，在影像上盐度较高处，呈现出发亮、发白的特征。

(2)使用本发明方法不需要花费大量时间和人力进行实地调查，特别是在区域大的研究区，有的地区的干盐滩与普通土壤呈现出大致相同的颜色，在肉眼上难以区别出两者，利用本发明能够较好达到区分的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明一种基于哨兵1号数据的干盐滩提取方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例

一种基于哨兵1号数据的干盐滩提取方法，

步骤一：进行野外实地调查，对干盐滩土壤水份及盐度进行数据采集；

步骤二：使用SNAP软件对哨兵1号的数据进行预处理，得到后向散系数值，利用光学影像数据进行干旱指数(PDI)计算得出指数分布图；

步骤三：将步骤一中采集的一部分实测数据对应到哨兵1号数据预处理后的影像上，提取出对应的不同极化方式的盐湖和干盐滩后向散射系数值、颜色、纹理和波普特征，确定不同分类类型的后向散射系数值和干旱指数的范围阈值；

步骤四：对于范围阈值的确定，根据直方图谷底确定盐湖和干盐滩阈值的最大值和最小值，再选择一个阈值作为初始估计值，然后不断更新这一估计值，直到满足给定的条件为止，最终建立盐湖、干盐滩以及非干盐滩三种类型的分类标准；

步骤五：将干旱指数、光学影像、哨兵1号数据(包括VV和VH极化方式)3种数据进行波段组合，得到多源组合的遥感数据。

步骤六：利用已建立的盐湖、干盐滩以及非干盐滩三种类型的分类标准，以多源组合的遥感数据为底图，采集训练样本，进行支持向量机分类，最终得到盐湖、干盐滩以及非干盐滩分类结果图。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤一的数据采集包括：寻找典型干盐滩区域，选择采样点，对各采样点进行土壤盐度以及土壤水份检测，对干盐滩进行量化，确定干盐滩土壤盐度和水份值的范围，以及对于有盐湖的区域进行定点。

作为本实施例较佳实施方案的是，步骤五的数据不仅通过一类遥感数据进行监督分类，而是由干旱指数、光学遥感数据以及微波遥感数据组成的多源遥感数据，其能够反映出更多的信息，例如红、绿、蓝等波谱信息；穿透一些地物的成像特点信息，多源信息更有利地物的分类。

作为本实施例较佳实施方案的是，还包括验证步骤，所述验证步骤为：将剩余的实测数据对应到结果图上，检查是否实测数据能够对应上干盐滩和盐湖。

作为本实施例较佳实施方案的是，所述验证步骤为：将结果提取为干盐滩，但未实地调查的区域，提取其波普特征、颜色、纹理、后向散射系数值以及干旱指数，验证其是否符合分类标准。

哨兵1号合成孔径雷达数据，空间分辨率10m，相较于光学影像来说，其能够穿透云层，不受天气影像，其能探测到毫米级或亚毫米级地层运动，不仅仅停留在肉眼所能看见的部分，有的地区的干盐滩肉眼并不能很好区别出干盐滩与土壤，若用传统的方法对土壤进行盐度和水份的测量，太费时费力，且有的地区去往非常困难。通过利用哨兵1号数据，干盐滩在不同极化方式中所表现出来的特征，能较好将干盐滩提取出来。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。