基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法、装置及设备与流程

专利2025-12-06  7


本发明涉及海冰识别,尤其是涉及一种基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法、装置及设备。


背景技术:

1、海冰面积及海冰离岸距离是衡量海冰严重程度的重要要素。现有方法一般利用landsat8、modis、gf1等卫星遥感数据人工目视解译测量提取。存在以下缺点:

2、(1)常用卫星遥感影像时间分辨率低,若存在云雾遮挡情况,导致没有可用的有效卫星数据源。

3、(2)缺少海冰范围及海冰离岸距离自动提取方法。目前方法一般为通过gis软件,目视勾勒海冰范围,人工量测海冰离岸距离,该方法费时费力,没有统一标准,测量精度取决于测量人员的经验水平。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法、装置及设备,可以显著提升识别海冰范围和海冰离岸距离的精度和自动化程度,从而满足海冰监测在时间和空间上的业务化需求。

2、第一方面,本发明实施例提供了一种基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法,包括:

3、获取风云四号卫星采集的第一原始影像和第二原始影像,第一原始影像为单通道影像,第二原始影像为多通道影像;

4、对第一原始影像和第二原始影像分别进行预处理,以生成研究区域对应的第一海域提取结果和第二海域提取结果;

5、对第一海域提取结果和第二海域提取结果进行融合,得到研究区域对应的融合影像;

6、基于融合影像对研究区域进行海冰识别,得到研究区域对应的海冰识别结果,海冰识别结果包括海冰范围信息和/或海冰离岸距离信息。

7、在一种实施方式中,对第一原始影像和第二原始影像分别进行预处理,以生成研究区域对应的第一海域提取结果和第二海域提取结果,包括:

8、对第一原始影像和第二原始影像进行几何校正,得到第一几何校正影像和第二几何校正影像;

9、根据研究区域的位置信息,对第一几何校正影像和第二几何校正影像进行图像裁剪,得到研究区域对应的第一几何校正影像和第二几何校正影像;

10、获取研究区域对应的海陆掩膜矢量文件,以利用海陆掩膜矢量文件对研究区域对应的第一几何校正影像和第二几何校正影像进行掩膜处理,得到研究区域对应的第一海域提取结果和第二海域提取结果。

11、在一种实施方式中,对第一海域提取结果和第二海域提取结果进行融合,得到研究区域对应的融合影像,包括:

12、对第一海域提取结果和第二海域提取结果进行归一化处理;

13、将归一化处理后的第二海域提取结果,从rgb空间转换到hsv空间,得到h分量、s分量和v分量;

14、将归一化处理后的第一海域提取结果与v分量进行直方图匹配,得到新的v分量;

15、对新的v分量、h分量和s分量进行hsv逆变换处理,得到研究区域对应的融合影像。

16、在一种实施方式中,基于融合影像对研究区域进行海冰识别,得到研究区域对应的海冰识别结果,包括:

17、对融合影像进行冰水分离处理,得到目标冰水分离二值图;

18、剔除目标冰水分离二值图中的海水要素,且保留目标冰水分离二值图中的海冰要素,得到海冰面文件;

19、基于海冰面文件,确定研究区域对应的海冰范围信息和/或海冰离岸距离信息。

20、在一种实施方式中,对融合影像进行冰水分离处理,得到目标冰水分离二值图,包括:

21、基于预设冰水分割阈值,对融合影像进行冰水分离处理,得到初始冰水分离二值图;

22、确定初始冰水分离二值图中每个图斑对应的面积,并将面积小于预设面积阈值的图斑剔除,以得到目标冰水分离二值图。

23、在一种实施方式中,基于海冰面文件,确定研究区域对应的海冰范围信息,包括:

24、对海冰面文件进行面转线处理得到海冰线文件,将海冰线文件所围的范围作为研究区域对应的海冰范围信息。

25、在一种实施方式中,基于海冰面文件,确定研究区域对应的海冰离岸距离信息,包括:

26、确定海冰线文件与预设的基准线文件的交点;

27、利用交点的经纬度数据、预设的基准点的经纬度数据,确定交点与基准点之间的测地距离,用以确定研究区域对应的海冰离岸距离信息。

28、在一种实施方式中,在基于所述融合影像对所述研究区域进行海冰识别,得到所述研究区域对应的海冰识别结果之后,方法还包括:

29、对海冰范围信息和海冰离岸距离信息进行专题图制作,生成研究区域对应的海冰范围专题图和海冰离岸距离专题图。

30、第二方面,本发明实施例还提供一种基于风云四号卫星融合影像的海冰识别装置,包括:

31、影像获取模块, 用于获取风云四号卫星采集的第一原始影像和第二原始影像,第一原始影像为单通道影像,第二原始影像为多通道影像;

32、海域提取模块,用于对第一原始影像和第二原始影像分别进行预处理,以生成研究区域对应的第一海域提取结果和第二海域提取结果;

33、影像融合模块,用于对第一海域提取结果和第二海域提取结果进行融合,得到研究区域对应的融合影像;

34、海冰识别模块,用于基于融合影像对研究区域进行海冰识别,得到研究区域对应的海冰识别结果,海冰识别结果包括海冰范围信息和/或海冰离岸距离信息。

35、第三方面,本发明实施例还提供一种电子设备,包括处理器和存储器,存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令,处理器执行计算机可执行指令以实现第一方面提供的任一项的方法。

36、本发明实施例提供的一种基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法、装置及设备,首先获取第一原始影像和第二原始影像,第一原始影像为单通道影像,第二原始影像为多通道影像;然后对第一原始影像和第二原始影像分别进行预处理,以生成研究区域对应的第一海域提取结果和第二海域提取结果;接着对第一海域提取结果和第二海域提取结果进行融合,得到研究区域对应的融合影像;最后基于融合影像对研究区域进行海冰识别,得到研究区域对应的海冰识别结果,海冰识别结果包括海冰范围信息和/或海冰离岸距离信息。上述方法融合风云四号卫星采集的不同分辨率的原始影像,从而基于融合影像提取海冰范围信息、海冰离岸距离信息,形成一套完整的技术流程,因此可以显著提升识别海冰范围和海冰离岸距离的精度和自动化程度,从而满足海冰监测在时间和空间上的业务化需求。

37、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

38、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。



技术特征:

1.一种基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法,其特征在于,对所述第一原始影像和所述第二原始影像分别进行预处理,以生成研究区域对应的第一海域提取结果和第二海域提取结果,包括:

3.根据权利要求1所述的基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法,其特征在于,对所述第一海域提取结果和所述第二海域提取结果进行融合,得到所述研究区域对应的融合影像,包括:

4.根据权利要求1所述的基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法,其特征在于,基于所述融合影像对所述研究区域进行海冰识别,得到所述研究区域对应的海冰识别结果,包括:

5.根据权利要求4所述的基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法,其特征在于,对所述融合影像进行冰水分离处理,得到目标冰水分离二值图,包括:

6.根据权利要求4所述的基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法,其特征在于,基于所述海冰面文件,确定所述研究区域对应的海冰范围信息,包括:

7.根据权利要求6所述的基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法,其特征在于,基于所述海冰面文件,确定所述研究区域对应的海冰离岸距离信息,包括:

8.根据权利要求1所述的基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法,其特征在于,在基于所述融合影像对所述研究区域进行海冰识别,得到所述研究区域对应的海冰识别结果之后,所述方法还包括:

9.一种基于风云四号卫星融合影像的海冰识别装置,其特征在于,包括:

10.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令,所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至8任一项所述的方法。


技术总结
本发明提供了一种基于风云四号卫星融合影像的海冰识别方法、装置及设备,涉及海冰识别技术领域,包括:对风云四号卫星采集的第一原始影像和第二原始影像分别进行预处理,以生成研究区域对应的第一海域提取结果和第二海域提取结果;对第一海域提取结果和第二海域提取结果进行融合,得到研究区域对应的融合影像;基于融合影像对研究区域进行海冰识别,得到研究区域对应的海冰识别结果,海冰识别结果包括海冰范围信息和/或海冰离岸距离信息。本发明可以显著提升识别海冰范围和海冰离岸距离的精度和自动化程度,从而满足海冰监测在时间和空间上的业务化需求。

技术研发人员:臧金霞,王宇翔,邢树果,鲍青柳
受保护的技术使用者:航天宏图信息技术股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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