本發(fā)明涉及遙感數(shù)據(jù)處理，尤其涉及一種河岸線提取方法、裝置和設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、河流是地球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對于調(diào)節(jié)氣候、提供淡水資源及維持生物多樣性等方面起著至關(guān)重要的作用。因此，河流岸線的變化監(jiān)測成為了水資源管理和環(huán)境科學(xué)研究中的一個重要議題。

2、遙感技術(shù)能夠快速、高效地獲取大面積地理空間信息，具有覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)獲取頻率高、不受地形限制等特點(diǎn)，非常適合用于河岸線的大規(guī)模監(jiān)測和變化分析。

3、傳統(tǒng)的河岸線提取方法主要包括單波段分析、水體指數(shù)等方法，但是在復(fù)雜地形條件下，如河流交匯處或多條支流匯集的地方，河道之間相互交錯，水田富集，形成復(fù)雜的水網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這種情況下，河流與陸地之間的邊界往往不清晰，給河岸線的清晰提取帶來了極大的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種河岸線提取方法、裝置和設(shè)備，用于提高河岸線提取清晰度。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種河岸線提取方法，包括：

4、獲取預(yù)設(shè)時長的包含指定河流區(qū)域的遙感影像；

5、對所述遙感影像進(jìn)行處理，得到所述遙感影像對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)集；

6、基于所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集對初始河岸線監(jiān)測模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到目標(biāo)河岸線監(jiān)測模型；所述目標(biāo)河岸線監(jiān)測模型至少包括動態(tài)通道圖卷積網(wǎng)絡(luò)模塊；所述動態(tài)通道圖卷積網(wǎng)絡(luò)模塊用于對所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征增強(qiáng)；

7、將經(jīng)過處理的待監(jiān)測河流影像輸入所述目標(biāo)河岸線監(jiān)測模型進(jìn)行處理，得到初始河岸線；

8、對所述初始河岸線進(jìn)行目標(biāo)策略提取處理，提取到目標(biāo)河岸線。

9、在一種可選的實(shí)施方式中，所述對所述遙感影像進(jìn)行處理，得到所述遙感影像對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)集，包括：

10、對所述遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，得到與所述指定河流區(qū)域?qū)?yīng)的整景遙感影像；

11、從所述整景遙感影像中提取出與第一預(yù)設(shè)波段對應(yīng)的第一影像、與第二預(yù)設(shè)波段對應(yīng)的第二影像和與第三預(yù)設(shè)波段對應(yīng)的第三影像，構(gòu)成rgb影像；

12、對所述rgb影像進(jìn)行類型標(biāo)注和柵格化處理，得到與所述rgb影像對應(yīng)的二值標(biāo)簽；

13、基于預(yù)設(shè)像素尺寸對所述rgb影像進(jìn)行分割，得到第一數(shù)據(jù)集；

14、基于所述預(yù)設(shè)像素尺寸對所述二值標(biāo)簽進(jìn)行分割，得到第二數(shù)據(jù)集；

15、對所述第一數(shù)據(jù)集和所述第二數(shù)據(jù)集均進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)充，得到所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集。

16、在一種可選的實(shí)施方式中，在對所述第一數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)充之前，還包括：

17、將所述第一數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)對應(yīng)的float32的tiff數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為unit8的png數(shù)據(jù)類型。

18、在一種可選的實(shí)施方式中，所述將所述第一數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)對應(yīng)的float32的tiff數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為unit8的png數(shù)據(jù)類型，包括：

19、計算每個預(yù)設(shè)波段對應(yīng)的第一數(shù)據(jù)集中低百分?jǐn)?shù)位對應(yīng)的像素值，將所述低百分?jǐn)?shù)位對應(yīng)的像素值確定為數(shù)據(jù)縮放時的下界；

20、計算每個預(yù)設(shè)波段對應(yīng)的第一數(shù)據(jù)集中高百分位數(shù)對應(yīng)的像素值，將所述高百分位數(shù)對應(yīng)的像素值確定為數(shù)據(jù)縮放時的上界；

21、基于所述上界和所述下界，對每個預(yù)設(shè)波段對應(yīng)的第一數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)截斷與縮放；

22、通過線性變化將截斷和縮放后的數(shù)據(jù)映射到[0，255]范圍內(nèi)，賦值給unit8類型的數(shù)組，并寫入png文件。

23、在一種可選的實(shí)施方式中，所述對所述初始河岸線進(jìn)行目標(biāo)策略提取處理，包括：

24、對所述初始河岸線進(jìn)行投影坐標(biāo)添加、拼接以及矢量化處理。

25、在一種可選的實(shí)施方式中，所述目標(biāo)河岸線監(jiān)測模型還包括編碼器和解碼器；

26、所述編碼器至少包括cnn模塊和transformer模塊；

27、其中，所述cnn模塊用于對來自所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集的輸入特征進(jìn)行特征提取，輸出初始特征；所述transformer模塊用于基于多頭自注意力機(jī)制對所述初始特征進(jìn)行處理；

28、所述動態(tài)通道圖卷積網(wǎng)絡(luò)模塊包括全局平均池化層、兩層全連接網(wǎng)絡(luò)、矩陣構(gòu)建子模塊、特征向量提取子模塊、節(jié)點(diǎn)特征提取子模塊、融合子模塊和張量格式轉(zhuǎn)換子模塊；

29、其中，所述全局平均池化層用于對所述編碼器輸出的特征進(jìn)行全局平均值計算；所述兩層全連接網(wǎng)絡(luò)用于基于所述全局平均池化層的輸出結(jié)果確定每個通道的通道權(quán)重；所述矩陣構(gòu)建子模塊用于根據(jù)所述通道權(quán)重構(gòu)建動態(tài)鄰接矩陣；所述特征向量提取子模塊用于對所述編碼器輸出的特征對應(yīng)多維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一維特征向量；所述節(jié)點(diǎn)特征提取子模塊用于從所述一維特征向量中提取節(jié)點(diǎn)特征；所述融合子模塊用于將所述節(jié)點(diǎn)特征和所述動態(tài)鄰接矩陣融合，得到通道圖；所述張量格式轉(zhuǎn)換子模塊用于對所述通道圖進(jìn)行張量格式轉(zhuǎn)換，輸出特征圖；

30、所述解碼器包括三個上采樣層和匹配子模塊；

31、其中，每個上采樣層用于將所述特征圖與所述編碼器輸出的所述初始特征通過跳躍連接、逐元素相加的方式進(jìn)行融合；所述匹配子模塊用于采用1×1卷積層將經(jīng)過三輪上采樣處理的特征圖轉(zhuǎn)換為與類別數(shù)量相匹配的通道數(shù)，輸出結(jié)果。

32、在一種可選的實(shí)施方式中，對所述遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，得到與所述指定河流區(qū)域?qū)?yīng)的整景遙感影像，包括：

33、對所述遙感影像進(jìn)行輻射校正；

34、對輻射校正后的遙感影像進(jìn)行幾何校正；

35、對幾何校正后的遙感影像進(jìn)行拼接和裁剪，得到與所述指定河流區(qū)域?qū)?yīng)的所述整景遙感影像。

36、在一種可選的實(shí)施方式中，河岸線提取方法還包括：

37、采用所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集中的測試集對訓(xùn)練后的初始河岸線監(jiān)測模型進(jìn)行模型評估，得到預(yù)測精度；

38、當(dāng)預(yù)測精度大于或者等于預(yù)設(shè)精度時，將預(yù)測精度大于或者等于預(yù)設(shè)精度的訓(xùn)練后的初始河岸線監(jiān)測模型確定為所述目標(biāo)河岸線監(jiān)測模型。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種河岸線提取方法，通過獲取預(yù)設(shè)時長的包含指定河流區(qū)域的遙感影像，并制作得到目標(biāo)數(shù)據(jù)集用于對初始河岸線監(jiān)測模型進(jìn)行訓(xùn)練得到目標(biāo)河岸線監(jiān)模型，其中，所述目標(biāo)河岸線監(jiān)測模型至少包括動態(tài)通道圖卷積網(wǎng)絡(luò)模塊，可以用于對目標(biāo)數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行影像特征增強(qiáng)，這樣將經(jīng)過處理的待監(jiān)測河流影像輸入所述目標(biāo)河岸線監(jiān)測模型，得到的河岸線是更加清晰的。

40、第二方面，本發(fā)明還提供一種河岸線提取裝置，包括：

41、獲取及構(gòu)建模塊，用于獲取預(yù)設(shè)時長的包含指定河流區(qū)域的遙感影像；

42、第一處理模塊，用于對所述遙感影像進(jìn)行處理，得到所述遙感影像對應(yīng)的目標(biāo)數(shù)據(jù)集；

43、訓(xùn)練模塊，用于基于所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集對初始河岸線監(jiān)測模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到目標(biāo)河岸線監(jiān)測模型；所述目標(biāo)河岸線監(jiān)測模型至少包括動態(tài)通道圖卷積網(wǎng)絡(luò)模塊；所述動態(tài)通道圖卷積網(wǎng)絡(luò)模塊用于對所述目標(biāo)數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征增強(qiáng)；

44、第二處理模塊，用于將經(jīng)過處理的待監(jiān)測河流影像輸入所述目標(biāo)河岸線監(jiān)測模型進(jìn)行處理，得到初始河岸線；

45、提取模塊，用于對所述初始河岸線進(jìn)行目標(biāo)策略提取處理，提取到目標(biāo)河岸線。

46、第三方面，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括：處理器、通信接口、存儲器和通信總線；其中，所述處理器、所述通信接口，所述存儲器通過所述通信總線通信；所述存儲器上存儲有可由所述處理器運(yùn)行的計算機(jī)程序；所述處理器運(yùn)行所述計算機(jī)程序時，執(zhí)行上述任一項(xiàng)所述的河岸線提取方法。