本發明一種基于光學遙感衛星影像的珊瑚礁一體化監測方法，包括：預先利用遙感圖像處理方法讀取遙感影像的多光譜圖像，計算出紅光波段與紅外波段的衰減系數比，以得出水深校正結果；利用不同的波段和NDVI、NDWI建立決策樹進行分類，把海水、云和珊瑚礁區域區分開；對遙感影像的多光譜圖像和水深校正結果進行掩膜，把海水和云區域掩膜掉，對珊瑚礁區域進行非監督分類獲得珊瑚礁分類圖；根據MODIS海表溫度數據計算珊瑚礁白化的熱點指數Hot Spot和周熱度指數DHW，并根據取值范圍進行分級顯示，制成珊瑚礁白化預警分級圖；將珊瑚礁分類圖結合海水和云區域圖像，輸出珊瑚礁分布圖。本發明能夠實現有效檢測，實現自動和半自動珊瑚礁監測與白化監測信息提取。

技術領域

本發明屬于遙感影像應用領域，涉及一種基于光學遙感衛星影像的珊瑚礁一體化監測方法。

背景技術

珊瑚礁是熱帶海洋最突出、最具代表性的生態系統之一，具有驚人的生物多樣性和極高的初級生產力。棲息在珊瑚礁區的各類海洋生物達到上萬種，對海洋環境和海洋生態系統的優化具有重要的意義。珊瑚礁大都位于離岸或離島很近的淺水海域，很容易受到人類活動的影響。盡管全球珊瑚礁面積達到2×10⁸km²，但目前珊瑚礁正處于不斷衰減的惡化狀態中。受全球氣候和環境變化的影響，全球絕大部分發育珊瑚礁的海域都出現過珊瑚大量死亡和生態系統惡化的現象。

遙感技術的發展，促進了遙感在海島、海岸帶制圖中的廣泛應用。遙感快速、大面積、周期性地獲取全球范圍內珊瑚礁的各類信息的特征，克服珊瑚礁區域不易進行常規水深、地形、地貌勘測的難題，突破傳統調查方式的諸多限制，已經發展成為珊瑚礁調查和監測的主要手段。

珊瑚礁遙感監測一般分為：針對珊瑚礁本身的遙感監測，如資源調查、分布狀況、生態系統健康狀況和變化監測；以及對威脅珊瑚礁生態系統的各類災害事件的監測。目前應用于珊瑚礁監測的遙感資源豐富，既有光學類影像，也有雷達影像，也有各類機載、星載、地面和船載傳感器資料供研究使用。其中被動式光學星載遙感能夠以較低的成本快速獲取大面積的珊瑚礁信息，具有很高的性價比，是目前珊瑚礁遙感監測領域的熱點。

發明內容

本發明依托于中國-東盟衛星信息(海事)應用中心項目，所要解決的課題是：利用水深校正、決策樹分類和非監督分類等算法，實現珊瑚礁遙感信息一體化監測與提取，實現珊瑚礁監測產品的自動或半自動化制作，減少了人工主觀參與與誤判，提高檢測過程的自動化和檢測結果的規范化能力。

用于解決課題的技術手段是，本發明提出一種基于光學遙感衛星影像的珊瑚礁一體化監測方法，包括以下步驟：

步驟1、預先利用遙感圖像處理方法讀取遙感影像的多光譜圖像，選取至少3個不同深度同一種物質的點作為判斷點，利用光穿透水時強度隨著水深的增加而以指數的形式減小的特征，計算出紅光波段與紅外波段的衰減系數比，以得出水深校正結果；

步驟2、利用不同的波段和歸一化植被指數NDVI、歸一化水體指數NDWI建立決策樹進行分類，把海水、云和珊瑚礁區域區分開；根據決策樹分類結果，對遙感影像的多光譜圖像和水深校正結果進行掩膜，把海水和云區域掩膜掉，對珊瑚礁區域進行非監督分類獲得珊瑚礁分類圖；

步驟3、根據MODIS海表溫度數據計算珊瑚礁白化的熱點指數Hot Spot和周熱度指數DHW，并根據熱點指數Hot Spot及周熱度指數DHW的取值范圍進行分級顯示，制成珊瑚礁白化預警分級圖；

步驟4、將珊瑚礁分類圖結合海水和云區域的遙感影像的多光譜圖像，去除干擾信息同時提取珊瑚礁信息，輸出珊瑚礁分布圖。

進一步地，作為本發明的一種優選技術方案，所述步驟1計算出紅光波段與紅外波段的衰減系數比，具體為：

步驟1a、建立水深X_i與圖像輻亮度的線性關系：X_i＝ln(L_i)；其中L_i為數據的第i波段的圖像輻亮度；