基于Sentinel-1的鄱阳湖泄洪监测试验

1. 数据

数据获取(欧空局),下载地址:https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home
下载方法可参考如何下载sentinel-2数据并且做大气校正、打开图像
2019年7月20日有一幅覆盖范围合适的S1B_IW_GRDH,2020年7月20日分别为同一天顺轨的两幅S1A_IW_GRDH。
在这里插入图片描述

2. 数据预处理

Sentinel-1 A/B数据处理方法可参考:SNAP处理Sentinel-1 IW GRD数据
本次对数据数据分别执行轨道校正、热噪声去除、辐射定标、多视、相干斑滤波、地形校正、分贝化处理。
在这里插入图片描述

- 镶嵌

这里需要注意对于2020年7月20日顺轨相连(上下相邻)的两景S1A_IW_GRDH影像,推荐使用TOPSAR Slice Assembly操作来完成镶嵌,使用这种方式镶嵌时,需要在地形校正前,否则SNAP无法执行TOPSAR技术镶嵌。(实测SNAP7.0版本并没有修复此BUG)
普通SAR镶嵌和TOPSAR技术镶嵌对比

- 裁剪

选择合适的范围,裁剪数据,这里需要注意分贝化前后的数据都裁剪,后续面向对象提取会用到分贝化前数据。

3. 数据分析

通过两期影像的对比,可以看到由于水位的上升,很多区域已经被洪水淹没。

江西鄱阳昌江问桂道圩溃口
2019
在这里插入图片描述

溃口的google影像(2019):在这里插入图片描述
动态对比:
在这里插入图片描述

其他类似区域:被洪水淹没的耕地被洪水淹没的耕地
共青城市附近被淹没的耕地
共青城市附近被淹没的耕地

结合7月13日鄱阳湖单退圩堤首次大规模分洪的新闻,看到7月20日的明显变化
苏家垱乡南部分洪点
苏家垱乡南部分洪点
苏家垱乡南部分洪点

4. 水体提取

水体提取部分参考了基于Sentinel-1 A/B提取水体两种方法(阈值和面向对象)的试验——以洞庭湖为例

- 密度分割

VH模式下水体特征比较强,可在ENVI中打开分贝化处理后的Sigma0_VH_db,执行密度分割。
水体密度分割阈值通过ROI工具统计计算获得,本次计算21组感兴趣区域,得到2020年该区域水体密度分割阈值为-25,2019年该区域水体密度分割阈值为-22。
样本直方图
分割结果如下(红色为2020年,绿色为2019年):
2020年7月20日2019年7月29日

密度分割提取的结果叠加对比,可以看到江西鄱阳昌江问桂道圩溃口对比明显:在这里插入图片描述
密度阈值提取法会产生很多细小的水体,下面测试面向对象的分割

- 面向对象分割

在进行面向对象分割前,先设置ENVI分块大小和缓存大小,这有助于大幅提高分割效率。
启动ENVI Classic,选择菜单 File > Preferences,打开 Miscellaneous 选项卡。
在这里插入图片描述

修改 Cache Size 和 Image Tile Size 参数。大小与内存有关,请参考下表进行设置。
在这里插入图片描述
设置完成后,点击多次OK和Yes按钮即可保存,重启ENVI Classic生效。

继续进行面向对象分割,首先构建多波段数据,采用未做分贝化VV VH和分贝化处理后的 VH进行波段组合,分贝化处理后的 VH作为第二个波段:
波段组合

2019年波段合成结果:2019年

2020年波段合成结果:2020年
打开基于规则面向对象工作流程
在这里插入图片描述
阈值尺度选择了默认的50,0
在这里插入图片描述
新建规则,阈值分割区间选取的是分贝化后的VH模式,尺度与密度分割阈值相同:
在这里插入图片描述2019年分割结果不如密度分割(主要因为没有进行多视处理):
在这里插入图片描述
2020年数据因为做了完整的处理,分割结果较好:
在这里插入图片描述
通常这些分割的结果可以导出shp格式,在ArcGIS中进一步进行分割后处理,如去除孔洞,融合细小碎斑等。
本文借鉴了Remote Sensing_Dong的提取方法,以及超级禾欠水的影像处理方法。非常感谢。

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转载自blog.csdn.net/weixin_43809925/article/details/107562013