SAR影像时空相似性分析下的城市不透水面提取方法

摘要

本发明SAR影像时空相似性分析下的城市不透水面提取方法，首先对SAR影像数据集进行预处理，经过高精度匹配，构建像素级SAR影像时间序列；其次，采用动态时间弯曲（DTW）作为像素级SAR影像时间序列的相似性度量，计算采样混合像元与纯净像元的DTW值作为相似性提取的最大阈值，利用基于时间序列相似度的空间上下文分析方法，充分顾及相同地物像元时间序列较好的相似性和的空间的邻近性特征，以典型地物纯净像元的时间序列曲线为模板窗口，采用滑动窗口技术，分别计算模板窗口与滑动窗口内对应的时间序列曲线的DTW值，并采用像元的空间邻近规则从而确定中心像元的地物类型。该方法能够改善地物提取破碎现象，提高城市不透水面的信息提取精度。

主权项

一种SAR影像时空相似性分析下的城市不透水面提取方法，包括以下步骤:第一步、对SAR影像数据集进行预处理，所述SAR影像数据集包含有N幅不同时相的SAR影像；第二步、对SAR影像数据集的N幅SAR影像进行几何配准，得到配准后的SAR影像数据集；第三步、针对坐标值相同的SAR影像像元的后向散射系数，根据时间顺序建立与坐标值相关的像元后向散射系数时间序列；第四步、在SAR影像数据集的画幅范围内目视选取M个城市不透水面纯净像元，相应的获得M个城市不透水面纯净像元坐标，对每幅SAR图像中M个城市不透水面纯净像元坐标位置的像元的后向散射系数求均值，得到SAR图像集的N个城市不透水面后向散射系数均值，根据时间顺序建立城市不透水面纯净像元的后向散射系数均值时间序列；第五步、在SAR影像数据集的图幅范围内目视选取K个城市不透水面混合像元，相应的获得K个城市不透水面混合像元坐标，计算所述城市不透水面纯净像元的后向散射系数均值时间序列与每个城市不透水面混合像元坐标对应的所述像元后向散射系数时间序列之间的DTW距离值，并将计算得到的K个DTW距离值作平均，得到用于划分城市不透水面的最大阈值；第六步、利用3*3的滑动窗口滑动扫描SAR影像数据集的整个图幅范围，当滑动窗口内所有像元对应坐标的像元后向散射系数时间序列与所述城市不透水面纯净像元的后向散射系数均值时间序列之间的DTW距离值均大于第五步得到的划分城市不透水面的最大阈值时，保持所述滑动窗口的中心坐标对应的像元后向散射系数时间序列不变，否则将所述滑动窗口的中心坐标对应的像元后向散射系数时间序列修改为所述城市不透水面纯净像元的后向散射系数均值时间序列；最终得到与坐标对应的修改后的像元后向散射系数时间序列；第七步、再次利用3*3的滑动窗口滑动扫描SAR影像数据集的整个图幅范围，当滑动窗口内所有像元对应坐标的修改后的像元后向散射系数时间序列与所述城市不透水面纯净像元的后向散射系数均值时间序列之间的DTW距离值均小于第五步得到的划分城市不透水面的最大阈值时，所述滑动窗口的中心坐标对应的像元为城市不透水面，否则为非城市不透水面。