CN111310674B - 基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法和装置，属于河流监测领域，其包括：获取遥感影像数据、土地利用分类数据和水系数据；根据遥感影像数据和水系数据确定河流水边线；以河流水边线为基准向外做缓冲区，得到缓冲区外边线；以等分的方式对缓冲区外边线进行分段并将河流缓冲区划分为若干个网格单元；根据土地利用分类数据判断各个网格单元的土地利用类型，确定河流生态缓冲带分布区域。本发明可以对河流生态缓冲带现状进行快速监测，为河流生态环境管理提供技术支撑。

Description

基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法和装置

技术领域

本发明涉及河流监测领域，特别是指一种基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法和装置。

背景技术

生态缓冲带是河流水生态系统的重要组成部分，对减少陆地污染进入水体、提升河湖水环境容量具有重要作用，获取生态缓冲带现状及其历史变化状况对于开展河流生态缓冲带修复等水生态环境管理决策具有重要意义。

现有河流生态缓冲带调查方法包括地面调查和遥感调查两类。地面调查方法主要通过选取样调查点位对典型河段进行样方测量的方式进行，该方法尽管对调查点位获取的数据精度较高，但是存在调查点位数量少、点位代表性不明确、人力物力成本高的缺点。遥感调查方法主要通过在遥感影像上对缓冲区内土地利用类型判读的方式进行，该方法可以对河流生态缓冲带进行全方位监测，比地面调查人力物力成本低，但是仍然存在人工判读工作量较大、效率相对较低的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法和装置，本发明可以对河流生态缓冲带现状进行快速监测，为河流生态环境管理提供技术支撑。

本发明提供技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法，所述方法包括：

S100：获取覆盖河流区域的多光谱遥感影像数据、土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据；

S200：根据所述多光谱遥感影像数据和国家基础地理信息数据的水系数据，在河流两侧生成两条河流水边线；

S300：分别以两条河流水边线为基准向外做一定宽度的缓冲区，在河流两侧得到两条缓冲区外边线；

S400：以等分的方式对缓冲区外边线进行分段，两条缓冲区外边线分成相同的段数；

S500：将两条缓冲区外边线上相同序号的分段节点通过连接线相连，所述连接线、河流水边线和缓冲区外边线将河流缓冲区划分为若干个网格单元；

S600：根据土地利用分类数据判断各个网格单元的土地利用类型，若网格单元的土地利用类型全部为生态用地类型，则该网格单元的类型为生态缓冲带，否则，该网格单元的类型为非生态缓冲带；

S700：将类型相同且相邻的网格单元合并，得到最终的河流生态缓冲带分布区域。

进一步的，所述S200包括：

S210：以国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量作为初始河流水边线；

S220：对于多光谱遥感影像数据中的有水河段，从多光谱遥感影像数据中提取水边线，以提取的水边线替换作为有水河段的河流水边线；

S230：对于多光谱遥感影像数据中的无水河段，从多光谱遥感影像数据中提取河道中心线，以提取的河道中心线替换作为无水河段的河流水边线，或者仍以初始河流水边线作为无水河段的河流水边线。

进一步的，所述S100之后，S200之前，还包括：

S110：对多光谱遥感影像数据进行正射校正，使得其空间位置与土地利用分类数据的空间位置一致；

S120：使用多光谱遥感影像数据对国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量进行地理位置修正。

进一步的，所述S400包括：

S410：获取土地利用分类数据的空间分辨率或者土地利用分类数据的源数据影像的空间分辨率，作为分割尺度D；

S420：获取河流两侧缓冲区的长度Lz和Ly；

S430：取Lz/D和Ly/D的较大值作为分段数N；

S440：以等分的方式将两条缓冲区外边线分成N段。

进一步的，所述S700包括：

S710：将网格单元的类型赋值计入该网格单元对应的缓冲区外边线分段；

S720：将赋值类型相同且相邻的缓冲区外边线分段合并。

第二方面，本发明提供一种基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取覆盖河流区域的多光谱遥感影像数据、土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据；

河流水边线生成模块，用于根据所述多光谱遥感影像数据和国家基础地理信息数据的水系数据，在河流两侧生成两条河流水边线；

缓冲区外边线生成模块，用于分别以两条河流水边线为基准向外做一定宽度的缓冲区，在河流两侧得到两条缓冲区外边线；

分段模块，用于以等分的方式对缓冲区外边线进行分段，两条缓冲区外边线分成相同的段数；

网格划分模块，用于将两条缓冲区外边线上相同序号的分段节点通过连接线相连，所述连接线、河流水边线和缓冲区外边线将河流缓冲区划分为若干个网格单元；

类型判断模块，用于根据土地利用分类数据判断各个网格单元的土地利用类型，若网格单元的土地利用类型全部为生态用地类型，则该网格单元的类型为生态缓冲带，否则，该网格单元的类型为非生态缓冲带；

生态缓冲带分布区域确认模块，用于将类型相同且相邻的网格单元合并，得到最终的河流生态缓冲带分布区域。

进一步的，所述河流水边线生成模块包括：

初始河流水边线确定单元，用于以国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量作为初始河流水边线；

有水河段替换单元，用于对于多光谱遥感影像数据中的有水河段，从多光谱遥感影像数据中提取水边线，以提取的水边线替换作为有水河段的河流水边线；

无水河段替换单元，用于对于多光谱遥感影像数据中的无水河段，从多光谱遥感影像数据中提取河道中心线，以提取的河道中心线替换作为无水河段的河流水边线，或者仍以初始河流水边线作为无水河段的河流水边线。

进一步的，所述装置包括：

正射校正模块，用于对多光谱遥感影像数据进行正射校正，使得其空间位置与土地利用分类数据的空间位置一致；

地理位置修正模块，用于使用多光谱遥感影像数据对国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量进行地理位置修正。

进一步的，所述分段模块包括：

分割尺度确定单元，用于获取土地利用分类数据的空间分辨率或者土地利用分类数据的源数据影像的空间分辨率，作为分割尺度D；

缓冲区长度获取单元，用于获取河流两侧缓冲区的长度Lz和Ly；

分段数确定单元，用于取Lz/D和Ly/D的较大值作为分段数N；

分段单元，用于以等分的方式将两条缓冲区外边线分成N段。

进一步的，所述生态缓冲带分布区域确认模块包括：

赋值单元，用于将网格单元的类型赋值计入该网格单元对应的缓冲区外边线分段；

合并单元，用于将赋值类型相同且相邻的缓冲区外边线分段合并。

第三方面，本发明提供一种用于河流生态缓冲带遥感监测的计算机可读存储介质，包括用于存储处理器可执行指令的存储器，所述指令被所述处理器执行时实现前述第一方面所述的基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法的步骤。

第四方面，本发明提供一种用于河流生态缓冲带遥感监测的设备，其特征在于，包括至少一个处理器以及存储计算机可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现前述第一方面所述的基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法的步骤。

本发明具有以下有益效果：

本发明基于网格划分技术，对缓冲带进行合理分段，并基于现有的多光谱遥感影像数据、土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据对大区域范围内河流生态缓冲带现状和历史状况进行快速调查。与传统方法相比，本发明通过合理的网格划分技术进行网格单元划分，从而进行生态缓冲带分布的自动化判读，大大提高了工作效率，对河流生态缓冲带现状进行快速监测，为河流生态环境管理提供技术支撑。

附图说明

图1为本发明的基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法的流程图；

图2为网格单元划分的示意图；

图3为本发明的基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

实施例1：

本发明实施例提供一种基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法，如图1所示，该方法包括：

S100：获取覆盖河流区域的多光谱遥感影像数据、土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据。

多光谱遥感影像数据优选是河道丰水期的遥感成像数据，土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据应与多光谱遥感影像数据的时相一致，时相一致是指时间上的差距尽量短，可以都是最近几年的数据。

国家基础地理信息数据的水系数据的比例为1:25万，多光谱遥感影像数据的空间分辨率一般优于2米。

S200：根据多光谱遥感影像数据和国家基础地理信息数据的水系数据，在河流两侧生成两条河流水边线。

国家基础地理信息数据的水系数据包括了水系线矢量，从多光谱遥感影像数据上也能得到河流的边界，因此两者相结合可以得到河流水边线，河流水边线为2条，位于河流的两侧。

S300：分别以两条河流水边线为基准向外做一定宽度的缓冲区，在河流两侧得到两条缓冲区外边线。

缓冲区宽度根据河流级别或者河宽的不同有所区别，缓冲区分布在河流的两侧，缓冲区的内边线为河流水边线，缓冲区外边线为缓冲带统计的基准线。

S400：以等分的方式对缓冲区外边线进行分段，两条缓冲区外边线分成相同的段数。

S500：将两条缓冲区外边线上相同序号的分段节点通过连接线相连，连接线、河流水边线和缓冲区外边线将河流缓冲区划分为若干个网格单元。

本发明是基于网格划分技术对河流的缓冲区进行监测，因此需要将河流的缓冲区划分成一个个的网格。为了划分网格，先对缓冲区外边线进行分段，然后将两条缓冲区外边线上的相同序号的分段节点连接起来，例如左边缓冲区外边线的1号节点与右边缓冲区外边线的1号节点连接，左边缓冲区外边线的2号节点与右边缓冲区外边线的2号节点连接，以此类推。

连接线、河流水边线和缓冲区外边线将河流缓冲区划分为若干个网格单元，如图2所示，内侧的两条线为河流水边线，外侧的两条线为缓冲区外边线，河流水边线和缓冲区外边线之间为河流缓冲区，横线为连接线。相邻两条连接线分别与河流一侧的河流水边线、缓冲区外边线相交，以这四个交点为顶点、以两条连接线和河流一侧的河流水边线、缓冲区外边线组成一个多边形，即为该侧缓冲带的一个网格单元。最终形成一个个连续、规则、离散的多边形网格单元。

本发明将两条缓冲区外边线均匀分成相同的段数，并且将相同编号的分段节点连接在一起，这种网格划分方式可以避免连接线的交叉。因为河流两侧的缓冲区外边线的长度和弯曲程度不同，如果对缓冲区外边线进行固定长度分段，两条缓冲区外边线的固定长度相同，那么就可能会产生连接线交叉现象。而本发明对两条缓冲区外边线不使用固定长度分段，而是采用相同段数分段，这样避免了连接线的交叉现象。

S600：根据土地利用分类数据判断各个网格单元的土地利用类型，若网格单元的土地利用类型全部为生态用地类型，则该网格单元的类型为生态缓冲带，否则，该网格单元的类型为非生态缓冲带。

本步骤将缓冲带分段单元矢量数据(也就是各个网格单元)与土地利用分类数据进行空间相交分析，对各网格单元进行快速类型判定，识别出生态缓冲带分布区域，具体的：对每个网格单元，如果对应区域的土地利用类型全部为林地、草地、湿地等生态用地类型的一种或者几种，则认定该网格单元为生态缓冲带，否则为非生态缓冲带。

S700：将类型相同且相邻的网格单元合并，即属性相同的相邻网格单元合成为一个，得到最终的河流生态缓冲带分布区域。

本发明基于网格划分技术，对缓冲带进行合理分段，并基于现有的多光谱遥感影像数据、土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据对大区域范围内河流生态缓冲带现状和历史状况进行快速调查。与传统方法相比，本发明通过合理的网格划分技术进行网格单元划分，从而进行生态缓冲带分布的自动化判读，大大提高了工作效率，对河流生态缓冲带现状进行快速监测，为河流生态环境管理提供技术支撑。

本发明通过如下方法得到河流水边线，S200包括：

S210：以国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量作为初始河流水边线。

S220：对于多光谱遥感影像数据中的有水河段，从多光谱遥感影像数据中提取水边线，以提取的水边线替换作为有水河段的河流水边线。

S230：对于多光谱遥感影像数据中的无水河段，从多光谱遥感影像数据中提取河道中心线，以提取的河道中心线替换作为无水河段的河流水边线，或者仍以初始河流水边线作为无水河段的河流水边线。

本发明首先以水系线矢量作为初始河流水边线，然后基于多光谱遥感影像数据，通过目视判读或自动识别的技术，得到河流水体覆盖范围，区分出有水河段和无水河段，对于有水河段，使用提取的水体边线替换原来的初始河流水边线，对于无水河段；仍旧使用原来的初始河流水边线，或者使用提取的河道中心线替换原来的初始河流水边线，得到最终的河流水边线。

本发明还包括预处理过程，预处理过程在S100之后，S200之前，预处理包括：

S110：对多光谱遥感影像数据进行正射校正，使得其空间位置与土地利用分类数据的空间位置一致。

正射校正是对影像进行几何畸变纠正的一个过程，它将对由地形、相机几何特性以及与传感器相关的误差所造成的明显的几何畸变进行处理。输出的正射校正影像将是正射的平面真实影像。正射校正后，多光谱遥感影像数据的空间位置与土地利用分类数据的空间位置一致。

S120：使用多光谱遥感影像数据对国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量进行地理位置修正。

由于国家基础地理信息数据的水系数据的比例很高，难以反映一些细节，因此使用多光谱遥感影像数据对其进行地理位置修正。

本发明通过空间校正将土地利用数据和水系数据与正射校正后的遥感影像空间配准。

本发明中，S400包括：

S410：获取土地利用分类数据的空间分辨率或者土地利用分类数据的源数据影像的空间分辨率，作为分割尺度D。

S420：获取河流两侧缓冲区的长度Lz和Ly。

本步骤中，可以在ARCGIS软件中通过量测计算河流左右岸缓冲区的长度Lz和Ly，也可以直接使用两条缓冲区外边线的长度作为左右岸缓冲区的长度。

S430：取Lz/D和Ly/D的较大值作为分段数N，N＝Max(Lz/D，Ly/D)。

S440：以等分的方式将两条缓冲区外边线分成N段。

本发明综合考虑土地利用数据的空间分辨率和左右岸缓冲带边线长度，确定最小分段单元和分段数，并分别对缓冲带边线进行按照相同分段数进行等分分段。

作为本发明的一种改进，S700包括：

S710：将网格单元的类型赋值计入该网格单元对应的缓冲区外边线分段。

本步骤中，根据网格单元的类型，为该网格单元的缓冲区外边线分段进行赋值。

S720：将赋值类型相同且相邻的缓冲区外边线分段合并，即属性相同的相邻分段合成为一个分段，将类型网格单元合并成大的区域。

综上所述，基于本发明提出的网格划分技术，可以把缓冲带分割成一个个连续、规则、离散的多边形网格单元；并通过对缓冲带和土地利用分类数据的空间分析，对各缓冲带网格单元进行快速类型判定，识别出生态缓冲带分布区域。可以对河流生态缓冲带现状进行快速监测，为河流生态环境管理提供技术支撑。

实施例2：

本发明实施例提供一种基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测装置，如图3所示，该装置包括：

获取模块10，用于获取覆盖河流区域的多光谱遥感影像数据、土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据。

河流水边线生成模块20，用于根据多光谱遥感影像数据和国家基础地理信息数据的水系数据，在河流两侧生成两条河流水边线。

缓冲区外边线生成模块30，用于分别以两条河流水边线为基准向外做一定宽度的缓冲区，在河流两侧得到两条缓冲区外边线。

分段模块40，用于以等分的方式对缓冲区外边线进行分段，两条缓冲区外边线分成相同的段数。

网格划分模块50，用于将两条缓冲区外边线上相同序号的分段节点通过连接线相连，连接线、河流水边线和缓冲区外边线将河流缓冲区划分为若干个网格单元。

类型判断模块60，用于根据土地利用分类数据判断各个网格单元的土地利用类型，若网格单元的土地利用类型全部为生态用地类型，则该网格单元的类型为生态缓冲带，否则，该网格单元的类型为非生态缓冲带。

生态缓冲带分布区域确认模块70，用于将类型相同且相邻的网格单元合并，得到最终的河流生态缓冲带分布区域。

本发明基于网格划分技术，对缓冲带进行合理分段，并基于现有的多光谱遥感影像数据、土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据对大区域范围内河流生态缓冲带现状和历史状况进行快速调查。与传统方法相比，本发明通过合理的网格划分技术进行网格单元划分，从而进行生态缓冲带分布的自动化判读，大大提高了工作效率，对河流生态缓冲带现状进行快速监测，为河流生态环境管理提供技术支撑。

本发明的河流水边线生成模块包括：

初始河流水边线确定单元，用于以国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量作为初始河流水边线。

有水河段替换单元，用于对于多光谱遥感影像数据中的有水河段，从多光谱遥感影像数据中提取水边线，以提取的水边线替换作为有水河段的河流水边线。

无水河段替换单元，用于对于多光谱遥感影像数据中的无水河段，从多光谱遥感影像数据中提取河道中心线，以提取的河道中心线替换作为无水河段的河流水边线，或者仍以初始河流水边线作为无水河段的河流水边线。

本发明还包括预处理过程，此时该装置包括：

正射校正模块，用于对多光谱遥感影像数据进行正射校正，使得其空间位置与土地利用分类数据的空间位置一致。

地理位置修正模块，用于使用多光谱遥感影像数据对国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量进行地理位置修正。

其中，分段模块包括：

分割尺度确定单元，用于获取土地利用分类数据的空间分辨率或者土地利用分类数据的源数据影像的空间分辨率，作为分割尺度D。

缓冲区长度获取单元，用于获取河流两侧缓冲区的长度Lz和Ly。

分段数确定单元，用于取Lz/D和Ly/D的较大值作为分段数N。

分段单元，用于以等分的方式将两条缓冲区外边线分成N段。

生态缓冲带分布区域确认模块包括：

赋值单元，用于将网格单元的类型赋值计入该网格单元对应的缓冲区外边线分段。

合并单元，用于将赋值类型相同且相邻的缓冲区外边线分段合并。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例1中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

实施例3：

本说明书提供的上述实施例所述的方法可以通过计算机程序实现业务逻辑并记录在存储介质上，所述的存储介质可以计算机读取并执行，实现本说明书实施例1所描述方案的效果。因此，本发明还提供用于河流生态缓冲带遥感监测的计算机可读存储介质，包括用于存储处理器可执行指令的存储器，该指令被处理器执行时实现包括实施例1的基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法的步骤。

本发明基于网格划分技术，对缓冲带进行合理分段，并基于现有的多光谱遥感影像数据、土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据对大区域范围内河流生态缓冲带现状和历史状况进行快速调查。与传统方法相比，本发明通过合理的网格划分技术进行网格单元划分，从而进行生态缓冲带分布的自动化判读，大大提高了工作效率，对河流生态缓冲带现状进行快速监测，为河流生态环境管理提供技术支撑。

所述存储介质可以包括用于存储信息的物理装置，通常是将信息数字化后再以利用电、磁或者光学等方式的媒体加以存储。所述存储介质可以包括：利用电能方式存储信息的装置如，各式存储器，如RAM、ROM等；利用磁能方式存储信息的装置如，硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、U盘；利用光学方式存储信息的装置如，CD或DVD。当然，还有其他方式的可读存储介质，例如量子存储器、石墨烯存储器等等。

上述所述的存储介质根据方法实施例的描述还可以包括其他的实施方式。具体的实现方式可以参照相关方法实施例1的描述，在此不作一一赘述。

实施例4：

本发明还提供一种用于河流生态缓冲带遥感监测的设备，所述的设备可以为单独的计算机，也可以包括使用了本说明书的一个或多个所述方法或一个或多个实施例装置的实际操作装置等。所述用于河流生态缓冲带遥感监测的设备可以包括至少一个处理器以及存储计算机可执行指令的存储器，处理器执行所述指令时实现上述任意一个或者多个实施例1中所述基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法的步骤。

本发明基于网格划分技术，对缓冲带进行合理分段，并基于现有的多光谱遥感影像数据、土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据对大区域范围内河流生态缓冲带现状和历史状况进行快速调查。与传统方法相比，本发明通过合理的网格划分技术进行网格单元划分，从而进行生态缓冲带分布的自动化判读，大大提高了工作效率，对河流生态缓冲带现状进行快速监测，为河流生态环境管理提供技术支撑。

上述所述的设备根据方法或者装置实施例的描述还可以包括其他的实施方式，具体的实现方式可以参照相关方法实施例1的描述，在此不作一一赘述。

需要说明的是，本说明书上述所述的装置或者系统根据相关方法实施例的描述还可以包括其他的实施方式，具体的实现方式可以参照方法实施例的描述，在此不作一一赘述。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类、存储介质+程序实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定按照要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、车载人机交互设备、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书一个或多个实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述并不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法，其特征在于，所述方法包括：

S100：获取覆盖河流区域的多光谱遥感影像数据、土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据；

S200：根据所述多光谱遥感影像数据和国家基础地理信息数据的水系数据，在河流两侧生成两条河流水边线；

S300：分别以两条河流水边线为基准向外做一定宽度的缓冲区，在河流两侧得到两条缓冲区外边线；

S400：以等分的方式对缓冲区外边线进行分段，两条缓冲区外边线分成相同的段数；

S500：将两条缓冲区外边线上相同序号的分段节点通过连接线相连，所述连接线、河流水边线和缓冲区外边线将河流缓冲区划分为若干个网格单元；

S600：根据土地利用分类数据判断各个网格单元的土地利用类型，若网格单元的土地利用类型全部为生态用地类型，则该网格单元的类型为生态缓冲带，否则，该网格单元的类型为非生态缓冲带；

S700：将类型相同且相邻的网格单元合并，得到最终的河流生态缓冲带分布区域；

所述S400包括：

S410：获取土地利用分类数据的空间分辨率或者土地利用分类数据的源数据影像的空间分辨率，作为分割尺度D；

S420：获取河流两侧缓冲区的长度Lz和Ly；

S430：取Lz/D和Ly/D的较大值作为分段数N；

S440：以等分的方式将两条缓冲区外边线分成N段。

2.根据权利要求1所述的基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法，其特征在于，所述S200包括：

S210：以国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量作为初始河流水边线；

S220：对于多光谱遥感影像数据中的有水河段，从多光谱遥感影像数据中提取水边线，以提取的水边线替换作为有水河段的河流水边线；

S230：对于多光谱遥感影像数据中的无水河段，从多光谱遥感影像数据中提取河道中心线，以提取的河道中心线替换作为无水河段的河流水边线，或者仍以初始河流水边线作为无水河段的河流水边线。

3.根据权利要求2所述的基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法，其特征在于，所述S100之后，S200之前，还包括：

S110：对多光谱遥感影像数据进行正射校正，使得其空间位置与土地利用分类数据的空间位置一致；

S120：使用多光谱遥感影像数据对国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量进行地理位置修正。

4.根据权利要求3所述的基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测方法，其特征在于，所述S700包括：

S710：将网格单元的类型赋值计入该网格单元对应的缓冲区外边线分段；

S720：将赋值类型相同且相邻的缓冲区外边线分段合并。

5.一种基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取覆盖河流区域的多光谱遥感影像数据、土地利用分类数据和国家基础地理信息数据的水系数据；

河流水边线生成模块，用于根据所述多光谱遥感影像数据和国家基础地理信息数据的水系数据，在河流两侧生成两条河流水边线；

缓冲区外边线生成模块，用于分别以两条河流水边线为基准向外做一定宽度的缓冲区，在河流两侧得到两条缓冲区外边线；

分段模块，用于以等分的方式对缓冲区外边线进行分段，两条缓冲区外边线分成相同的段数；

网格划分模块，用于将两条缓冲区外边线上相同序号的分段节点通过连接线相连，所述连接线、河流水边线和缓冲区外边线将河流缓冲区划分为若干个网格单元；

类型判断模块，用于根据土地利用分类数据判断各个网格单元的土地利用类型，若网格单元的土地利用类型全部为生态用地类型，则该网格单元的类型为生态缓冲带，否则，该网格单元的类型为非生态缓冲带；

生态缓冲带分布区域确认模块，用于将类型相同且相邻的网格单元合并，得到最终的河流生态缓冲带分布区域；

所述分段模块包括：

分割尺度确定单元，用于获取土地利用分类数据的空间分辨率或者土地利用分类数据的源数据影像的空间分辨率，作为分割尺度D；

缓冲区长度获取单元，用于获取河流两侧缓冲区的长度Lz和Ly；

分段数确定单元，用于取Lz/D和Ly/D的较大值作为分段数N；

分段单元，用于以等分的方式将两条缓冲区外边线分成N段。

6.根据权利要求5所述的基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测装置，其特征在于，所述河流水边线生成模块包括：

初始河流水边线确定单元，用于以国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量作为初始河流水边线；

有水河段替换单元，用于对于多光谱遥感影像数据中的有水河段，从多光谱遥感影像数据中提取水边线，以提取的水边线替换作为有水河段的河流水边线；

无水河段替换单元，用于对于多光谱遥感影像数据中的无水河段，从多光谱遥感影像数据中提取河道中心线，以提取的河道中心线替换作为无水河段的河流水边线，或者仍以初始河流水边线作为无水河段的河流水边线。

7.根据权利要求6所述的基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测装置，其特征在于，所述装置包括：

正射校正模块，用于对多光谱遥感影像数据进行正射校正，使得其空间位置与土地利用分类数据的空间位置一致；

地理位置修正模块，用于使用多光谱遥感影像数据对国家基础地理信息数据的水系数据的水系线矢量进行地理位置修正。

8.根据权利要求7所述的基于网格划分技术的河流生态缓冲带遥感监测装置，其特征在于，所述生态缓冲带分布区域确认模块包括：

赋值单元，用于将网格单元的类型赋值计入该网格单元对应的缓冲区外边线分段；

合并单元，用于将赋值类型相同且相邻的缓冲区外边线分段合并。

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