本發明提供了一種基于殘差分區的水深遙感探測方法，包括：選取影像中多個用于擬合水深反演模型參數的水深點，建立全局水深反演模型，水深點包括控制點；計算控制點水深殘差，基于水深殘差空間分布確立閾值，選取水深點形成水深樣本集；基于所述水深樣本集的樣本點信息進行區域分割；根據分割的區域劃分控制點，利用每個區域的控制點分別建立分區水深反演模型，并利用分區水深反演模型進行水深探測。本發明提出的基于殘差分區的水深遙感探測方法，根據全局模型控制點水深殘差的空間分布規律間接實現圖像分割，可以極大的減弱殘差區間跨度，提高反演精度。

技術領域

本發明涉及衛星遙感水深探測技術領域，具體涉及一種基于殘差分區的水深遙感探測方法。

背景技術

水深是海洋地形地貌的基本要素，對于海上交通運輸、海島海岸帶管理規劃、海洋資源開發和海洋工程建設等具有重要意義。光學水深遙感探測技術可以經濟、有效地實現淺海水深宏觀動態觀測，具有很好的應用價值。

基于水體輻射傳輸理論，建立水深值與光譜反射率的函數關系可以實現水深反演。但是，海底底質、水質往往具有非均一性，不同底質類型、水色要素對離水輻射量的影響存在差異，直接影響水深探測的精度，而同一底質或水質的局部水環境具有一定的空間穩定性，因此對研究區進行分區有望提高反演精度。目前零星發展了幾種底質分區方法：根據底質的光譜特征建立底質光譜編碼法則(黨福星等，2001)，利用底質的光譜編碼值進行底質分類，從而實現分區水深反演。但這種方法必須要有先驗知識預先確定底質類型的數量，不然沒法建立光譜編碼法則。學者Manessa(Manessa et al,2014)基于不同底質對影像灰度影響不同，提出一種代表不同底質的水深不變指數Y,將其作為分類的輸入利用最大似然法進行底部分類。這種分類方法的關鍵是必須要進行精細的大氣輻射校正和幾何校正，且必須預先確定有幾種底部類型，即必須要依賴先驗知識為前提，在一定程度上對分區水深反演帶來限制。

目前常規的底部類型確立大多是基于實測(比如視頻、相片)，耗費大量的人力物力。因此，在沒有先驗知識來確定底質類型或底質類型解譯不全的情況下，如何進行分區水深反演很有必要，且隨著遙感影像數據的時空分辨率的大幅提高，為水深反演研究提供有力的數據支撐。

發明內容

本發明的目的在于針對現有水深探測方法存在的耗費人力物力、探測精度低的缺陷，提供一種反演精度高的基于殘差分區的水深遙感探測方法。為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。

為了實現該目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于殘差分區的水深遙感探測方法，包括如下步驟：

選取影像中多個用于擬合水深反演模型參數的水深點，建立全局水深反演模型，其中，所述水深點包括控制點；

計算控制點水深殘差，基于水深殘差空間分布確立閾值，選取水深點形成水深樣本集；

基于所述水深樣本集的樣本點信息進行區域分割；

根據分割的區域劃分控制點，基于每個區域的控制點分別建立分區水深反演模型，以通過所述分區水深反演模型進行分區水深探測。

可選地，基于所述水深樣本集的樣本點信息進行區域分割包括：

基于所述水深樣本集的樣本點信息訓練支持向量機的SVC分類器至設定精度，建立分類模型，根據所述分類模型對所述圖像進行區域分割。

可選地，建立全局水深反演模型的方法包括：

以多調節因子的對數波段比值模型作為基礎模型，對控制點信息進行非線性回歸，擬合全局模型的水深模型參數，建立所述全局水深反演模型。