CN113158840A - 一种基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法，利用二级分类体系构建内河岸线资源利用分类体系以划分岸线资源；根据划分的岸线资源搭建数据库和工作模块，加载遥感影像和无分类属性线状岸线数据，统一投影信息并在图形显示装置上叠置显示；利用数据库和工作模块建立岸线资源利用类型识别搜索区域，基于无分类属性线状岸线数据构建识别缓冲区；搜索岸线资源利用信息，在识别搜索区域内进行轮廓勾绘；面线转换岸线资源利用信息，结合岸线开发利用活动优先序原则，将搜索区域内面状岸线资源利用信息投射到无属性线状岸线数据，得到岸线资源利用类型属性。本发明解决了内河高强度人类开发面状、线状调查统一难以融合的瓶颈。

Description

一种基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法

技术领域

本发明涉及岸线资源利用信息提取的技术领域，尤其涉及一种基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法。

背景技术

岸线资源是指占用一定范围水域和陆域空间的水土结合的国土资源，其处于水陆交界地带，是港口、临港产业及城镇布局的空间，亦是污染物拦截的最后屏障和水生生物重要的栖息地，具有重要的生产、生活和生态功能，对沿岸地区乃至更大范围腹地的经济社会发展、环境保护改善、生态安全维护发挥着核心作用，成为河流、湖泊、海岸沿岸国土空间规划和生态空间管控极其关键的区域与环节。

现有方案主要针对海岸线，得到了海岸线提取技术，然而，由于内河岸线收到人类活动干扰大、水陆交互界面更复杂，海岸线提取和分类技术不适用于内河岸线，内河岸线资源分类划定技术缺乏，同时已有岸线分类反映的是岸线的线属性，缺乏对岸线资源的带状属性的反映。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法，能够解决目前岸线调查技术主要集中在海岸线的水边线提取而无法满足内河岸线高强度人类活动干扰情况下的精度要求和岸线资源利用现状分类调查的要求问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，利用二级分类体系构建内河岸线资源利用分类体系以划分岸线资源；根据划分的所述岸线资源搭建数据库和工作模块，加载遥感影像和无分类属性线状岸线数据，统一投影信息并在图形显示装置上叠置显示；利用所述数据库和所述工作模块建立岸线资源利用类型识别搜索区域，基于所述无分类属性线状岸线数据构建识别缓冲区；搜索岸线资源利用信息，在所述识别搜索区域内进行轮廓勾绘；面线转换所述岸线资源利用信息，结合岸线开发利用活动优先序原则，将所述搜索区域内面状岸线资源利用信息投射到无属性线状岸线数据，得到岸线资源利用类型属性。

作为本发明所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的一种优选方案，其中：划分的所述岸线资源包括，自然岸线和人工岸线；所述自然岸线包括，自然交互岸线、小幅干扰岸线；所述人工岸线包括，港口码头岸线、工业岸线、城镇生活岸线和其他人工岸线。

作为本发明所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的一种优选方案，其中：依据岸线及后方陆域1公里范围是否包括港口码头、工业生产和大规模住宅开发建设活动，划分所述自然岸线和所述人工岸线；若包括，则判断为所述人工岸线，若不包括，则判断为所述自然岸线；利用高清遥感影像中水域和陆域不同影像特征，识别水域和陆域交界线，划定岸线的线状分布，采用ArcGis软件储存为shp线状文件格式，得到Loriginal数据；根据不同岸线资源利用活动和形态反映到岸线上划分所述岸线资源利用类型，若岸线及后方为港口码头则判定为港口码头岸线，若岸线及后方为工业企业则判定为工业生产岸线，若岸线及后方为城镇则判定为城镇生活岸线；基于岸线利用类型分别构建自然交互岸线、小幅干扰岸线、港口码头岸线、工业岸线、城镇生活岸线和其他工人岸线的图谱，得到岸线资源利用信息遥感识别图谱。

作为本发明所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的一种优选方案，其中：搭建所述数据库和所述工作模块包括，在ArcGIS软件中新建个人地理数据库，点击链接到工作文件夹，选择文件储存的位置，单机内容列表空白处，选择新建个人地理数据库，命名为岸线利用数据库；新建地图文档，设置默认地理数据库，打开Arcmap，点击菜单栏，文件、地图文档属性、默认地理数据库，选择个人地理数据库，勾选储存数据源的相对路径；设置图层坐标系，点击菜单栏的内容列表，显示内容列表，鼠标右键点击图层，选择属性、坐标系、地理坐标系、World-Wgs1984,设置为WGS1984坐标系，利用ArcGIS软件新建工程文件，加载遥感影像数据Images。

作为本发明所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的一种优选方案，其中：还包括，利用所述ArcGIS软件加载无分类属性线状岸线数据L_original；打开所述ArcGIS软件目录列表中的系统工具箱、数据管理、投影和变换，输入L_original数据，输出投影坐标系UTMWGS1984；在ArcGIS软件数据视图中，将L_original图层置于Images图层之上，同时将L_original图层线状要素宽度调整为2，颜色调整为黄色RGB255,255,115,完成叠置显示和分析；图层叠置显示顺序从上之下依次为L_original、A_buffer、Images。

作为本发明所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的一种优选方案，其中：构建所述识别缓冲区包括，利用ArcGIS软件分析工具中的领域分析和缓冲区工具创建所述识别缓冲区；输入L_original，设置距离线性单位1千米，输出要素为缓冲区，即SHP面状格式，生产识别区A_buffer；设置A_buffer面状图形显示属性，填充斑块透明度设置为80％-100％。

作为本发明所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的一种优选方案，其中：所述轮廓勾勒包括，对照岸线资源利用图谱，依据高清遥感影像展示的地面信息，人工目视搜索解译，判断是否有港口码头、工业企业、城镇生活用地类型；若有则对利用活动的用地边界进行轮廓的勾绘，在ArcGIS软件中用面图层进行编辑，勾绘利用活动用地的关键转折点，形成不同利用活动用地的面状轮廓数据；岸线利用活动轮廓线储存为面状数据A_use。

作为本发明所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的一种优选方案，其中：得到所述岸线资源利用类型属性包括，岸线利用活动轮廓A_use投影至线状要L_original，利用A_use上下游最远端点向L_original作垂直线法确定L_original的属性赋值范围；岸线利用信息提取优先序为港口码头>工业>城镇生活>村庄>农业用地；L_original叠加A_use投影信息得到L_use，对L_use线状数据进行整编，无开发利用或干扰活动属性则为自然交互岸线属性。

本发明的有益效果：本发明构建了适用于高清遥感影像解译和岸线资源调查统计工作的内河岸线资源利用现状分类体系，搭建了岸线资源利用类型提取的高清遥感影像库、图谱库、岸线综合数据库和提取平台和装置，发明了内河岸线资源利用活动遥感判读面状要素转线状要素的关键技术，明确了岸线利用活动属性赋值的优先序，解决了现有技术针对内河高强度人类开发面状、线状调查统一难以融合的瓶颈。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一个实施例所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的流程示意图；

图2为本发明一个实施例所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的岸线资源利用信息面-线转换示意图；

图3为本发明一个实施例所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的南京市长江岸线资源利用类型提取局部结果示意图；

图4为本发明一个实施例所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的南京市长江岸线资源利用类型提取整体结果示意图；

图5为本发明一个实施例所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的岸线资源利用图谱示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1，为本发明的第一个实施例，提供了一种基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法，包括：

S1：利用二级分类体系构建内河岸线资源利用分类体系以划分岸线资源。其中需要说明的是，划分的岸线资源包括：

自然岸线和人工岸线；

自然岸线包括，自然交互岸线、小幅干扰岸线；

人工岸线包括，港口码头岸线、工业岸线、城镇生活岸线和其他人工岸线。

进一步的，依据岸线及后方陆域1公里范围是否包括港口码头、工业生产和大规模住宅开发建设活动，划分自然岸线和人工岸线；

若包括，则判断为人工岸线，若不包括，则判断为自然岸线；

利用高清遥感影像中水域和陆域不同影像特征，识别水域和陆域交界线，划定岸线的线状分布，采用ArcGis软件储存为shp线状文件格式，得到Loriginal数据；

根据不同岸线资源利用活动和形态反映到岸线上划分岸线资源利用类型，若岸线及后方为港口码头则判定为港口码头岸线，若岸线及后方为工业企业则判定为工业生产岸线，若岸线及后方为城镇则判定为城镇生活岸线；

基于岸线利用类型分别构建自然交互岸线、小幅干扰岸线、港口码头岸线、工业岸线、城镇生活岸线和其他工人岸线的图谱，得到岸线资源利用信息遥感识别图谱。

S2：根据划分的岸线资源搭建数据库和工作模块，加载遥感影像和无分类属性线状岸线数据，统一投影信息并在图形显示装置上叠置显示。本步骤需要说明的是，搭建数据库和工作模块包括：

在ArcGIS软件中新建个人地理数据库，点击链接到工作文件夹，选择文件储存的位置，单机内容列表空白处，选择新建个人地理数据库，命名为岸线利用数据库；

新建地图文档，设置默认地理数据库，打开Arcmap，点击菜单栏，文件、地图文档属性、默认地理数据库，选择个人地理数据库，勾选储存数据源的相对路径；

设置图层坐标系，点击菜单栏的内容列表，显示内容列表，鼠标右键点击图层，选择属性、坐标系、地理坐标系、World-Wgs1984,设置为WGS1984坐标系，利用ArcGIS软件新建工程文件，加载遥感影像数据Images；

利用ArcGIS软件加载无分类属性线状岸线数据L_original；

打开ArcGIS软件目录列表中的系统工具箱、数据管理、投影和变换，输入L_original数据，输出投影坐标系UTMWGS1984；

在ArcGIS软件数据视图中，将L_original图层置于Images图层之上，同时将L_original图层线状要素宽度调整为2，颜色调整为黄色RGB255,255,115,完成叠置显示和分析；

图层叠置显示顺序从上之下依次为L_original、A_buffer、Images。

S3：利用数据库和工作模块建立岸线资源利用类型识别搜索区域，基于无分类属性线状岸线数据构建识别缓冲区。其中还需要说明的是，构建识别缓冲区包括：

利用ArcGIS软件分析工具中的领域分析和缓冲区工具创建识别缓冲区；

输入L_original，设置距离线性单位1千米，输出要素为缓冲区，即SHP面状格式，生产识别区A_buffer；

设置A_buffer面状图形显示属性，填充斑块透明度设置为80％-100％。

S4：搜索岸线资源利用信息，在识别搜索区域内进行轮廓勾绘。本步骤还需要说明的是，轮廓勾勒包括：

对照岸线资源利用图谱，依据高清遥感影像展示的地面信息，人工目视搜索解译，判断是否有港口码头、工业企业、城镇生活用地类型；

若有则对利用活动的用地边界进行轮廓的勾绘，在ArcGIS软件中用面图层进行编辑，勾绘利用活动用地的关键转折点，形成不同利用活动用地的面状轮廓数据；

岸线利用活动轮廓线储存为面状数据A_use。

S5：面线转换岸线资源利用信息，结合岸线开发利用活动优先序原则，将搜索区域内面状岸线资源利用信息投射到无属性线状岸线数据，得到岸线资源利用类型属性。其中还需要说明的是，得到岸线资源利用类型属性包括：

岸线利用活动轮廓A_use投影至线状要L_original，利用A_use上下游最远端点向L_original作垂直线法确定L_original的属性赋值范围；

岸线利用信息提取优先序为港口码头>工业>城镇生活>村庄>农业用地；

L_original叠加A_use投影信息得到L_use，对L_use线状数据进行整编，无开发利用或干扰活动属性则为自然交互岸线属性。

实施例2

参照图2～图5，为本发明的第二个实施例，提供了一种基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法的测试应用说明，具体包括：

采用长江南京段岸线资源利用类型提取进行实施例技术应用，采用岸线资源利用分类体系和岸线资源利用信息图谱，加载资源3号卫星遥感影像，分辨率2.0m，建立ArcGIS工程文件Nanjinanxian.Mxd文件，加载L_original数据，即长江南京段无分类属性线状岸线数据，线状总长286.4km，反映长江南京段岸线长度，利用数据库和工作模块建立岸线资源利用类型识别搜索区域，输入L_original数据，建立1km缓冲区，在缓冲区中搜索建立岸线利用活动轮廓线，将提取的面状岸线利用数据投影到线状要素，得到线状要素的岸线利用类型数据集，完成岸线资源利用类型的提取。

表1：岸线资源利用分类体系表。

表2：长江南京段岸线资源不同利用类型长度统计表。

岸线资源类型	岸线长度(km)
		自然交互岸线	74.3
小幅干扰岸线	53.7
		港口码头岸线	63.6
工业岸线	45.1
		城镇生活岸线	49.7
总计	286.4

参照表1和表2，能够直观的看出，本发明方法提取得到自然交互岸线74.3km，小幅干扰岸线53.7km，港口码头岸线63.6km,工业岸线45.1km，城镇生活岸线49.7km，本发明构建了适用于高清遥感影像解译和岸线资源调查统计工作的内河岸线资源利用现状分类体系，搭建了岸线资源利用类型提取的高清遥感影像库、图谱库、岸线综合数据库和提取平台和装置，得到了内河岸线资源利用活动遥感判读面状要素转线状要素的关键技术，明确了岸线利用活动属性赋值的优先序，解决了现有技术针对内河高强度人类开发面状、线状调查统一难以融合的问题。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法，其特征在于：包括，

利用二级分类体系构建内河岸线资源利用分类体系以划分岸线资源；

根据划分的所述岸线资源搭建数据库和工作模块，加载遥感影像和无分类属性线状岸线数据，统一投影信息并在图形显示装置上叠置显示；

利用所述数据库和所述工作模块建立岸线资源利用类型识别搜索区域，基于所述无分类属性线状岸线数据构建识别缓冲区；

搜索岸线资源利用信息，在所述识别搜索区域内进行轮廓勾绘；

面线转换所述岸线资源利用信息，结合岸线开发利用活动优先序原则，将所述搜索区域内面状岸线资源利用信息投射到无属性线状岸线数据，得到岸线资源利用类型属性。

2.根据权利要求1所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法，其特征在于：划分的所述岸线资源包括，自然岸线和人工岸线；

所述自然岸线包括，自然交互岸线、小幅干扰岸线；

所述人工岸线包括，港口码头岸线、工业岸线、城镇生活岸线和其他人工岸线。

3.根据权利要求1或2所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法，其特征在于：依据岸线及后方陆域1公里范围是否包括港口码头、工业生产和大规模住宅开发建设活动，划分所述自然岸线和所述人工岸线；

若包括，则判断为所述人工岸线，若不包括，则判断为所述自然岸线；

利用高清遥感影像中水域和陆域不同影像特征，识别水域和陆域交界线，划定岸线的线状分布，采用ArcGis软件储存为shp线状文件格式，得到Loriginal数据；

根据不同岸线资源利用活动和形态反映到岸线上划分所述岸线资源利用类型，若岸线及后方为港口码头则判定为港口码头岸线，若岸线及后方为工业企业则判定为工业生产岸线，若岸线及后方为城镇则判定为城镇生活岸线；

基于岸线利用类型分别构建自然交互岸线、小幅干扰岸线、港口码头岸线、工业岸线、城镇生活岸线和其他工人岸线的图谱，得到岸线资源利用信息遥感识别图谱。

4.根据权利要求3所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法，其特征在于：搭建所述数据库和所述工作模块包括，

在ArcGIS软件中新建个人地理数据库，点击链接到工作文件夹，选择文件储存的位置，单机内容列表空白处，选择新建个人地理数据库，命名为岸线利用数据库；

新建地图文档，设置默认地理数据库，打开Arcmap，点击菜单栏，文件、地图文档属性、默认地理数据库，选择个人地理数据库，勾选储存数据源的相对路径；

设置图层坐标系，点击菜单栏的内容列表，显示内容列表，鼠标右键点击图层，选择属性、坐标系、地理坐标系、World-Wgs1984,设置为WGS1984坐标系，利用ArcGIS软件新建工程文件，加载遥感影像数据Images。

5.根据权利要求4所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法，其特征在于：还包括，

利用所述ArcGIS软件加载无分类属性线状岸线数据L_original；

打开所述ArcGIS软件目录列表中的系统工具箱、数据管理、投影和变换，输入L_original数据，输出投影坐标系UTMWGS1984；

在ArcGIS软件数据视图中，将L_original图层置于Images图层之上，同时将L_original图层线状要素宽度调整为2，颜色调整为黄色RGB255,255,115,完成叠置显示和分析；

图层叠置显示顺序从上之下依次为L_original、A_buffer、Images。

6.根据权利要求5所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法，其特征在于：构建所述识别缓冲区包括，

利用ArcGIS软件分析工具中的领域分析和缓冲区工具创建所述识别缓冲区；

输入L_original，设置距离线性单位1千米，输出要素为缓冲区，即SHP面状格式，生产识别区A_buffer；

设置A_buffer面状图形显示属性，填充斑块透明度设置为80％-100％。

7.根据权利要求6所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法，其特征在于：所述轮廓勾勒包括，

对照岸线资源利用图谱，依据高清遥感影像展示的地面信息，人工目视搜索解译，判断是否有港口码头、工业企业、城镇生活用地类型；

若有则对利用活动的用地边界进行轮廓的勾绘，在ArcGIS软件中用面图层进行编辑，勾绘利用活动用地的关键转折点，形成不同利用活动用地的面状轮廓数据；

岸线利用活动轮廓线储存为面状数据A_use。

8.根据权利要求7所述的基于高清遥感影像的内河岸线资源利用类型提取方法，其特征在于：得到所述岸线资源利用类型属性包括，

岸线利用活动轮廓A_use投影至线状要L_original，利用A_use上下游最远端点向L_original作垂直线法确定L_original的属性赋值范围；

岸线利用信息提取优先序为港口码头>工业>城镇生活>村庄>农业用地；

L_original叠加A_use投影信息得到L_use，对L_use线状数据进行整编，无开发利用或干扰活动属性则为自然交互岸线属性。

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