一种新颖的亚像素级SAR图像水陆分割方法

来源：雷达科学与技术杂志2020年第5期北京时间：

作者：毋琳，牛世林，郭拯危，李宁

单位：1. 河南大学计算机与信息工程学院， 河南开封 475004;2. 河南大学环境与规划学院， 河南开封 475004;3. 河南省智能技术与应用工程技术研究中心， 河南开封 475004;4. 河南省大数据分析与处理重点实验室， 河南开封 475004)

摘要：星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)图像水陆分割对水域识别、洪水监测等领域研究具有重要意义。然而，星载SAR图像的空间分辨率通常在米至十米量级，水域边界上会存在大量既包含陆地又包含水域的混合象元。传统像素级水陆分割算法难以获取高精度的水陆分割结果。本文提出一种新颖的亚像素级SAR图像水陆分割方法，该方法采用一种改进的非局域滤波算法抑制相干斑噪声，再利用模糊C均值聚类算法进行像素级水陆分割，在此基础上应用基于双三次样条插值与几何主动轮廓模型的精分割方案，获取更高精度的亚像素级水域轮廓。本文以南水北调中线工程水源地——丹江口水库为实验区域，利用国产高分三号（GF-3）卫星的多模式SAR图像，开展水陆分割验证实验。实验结果表明，所提方法可实现亚像素级精度的水陆分割，与传统方法相比，平均像素偏移精度提升一个数量级。

关键词：亚像素,水陆分割,合成孔径雷达(SAR),丹江口水库,

基金资助：国家自然科学基金(No.61871175)； 河南省高等学校重点科研项目(No.19A420005)； 河南省科技攻关计划项目(No.182102210233)； 河南省青年人才托举工程(No.2019HYTP006)； 河南大学研究生教育创新与质量提升计划项目(No.SYL18060127)