[發明專利]一種基于遙感的罌粟提取方法及系統

在審

• 申請號: 201810049848.1
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108364284A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 王思遠;游永發;馬元旭;申明;劉衛華
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01C11/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開了一種基于遙感的罌粟提取方法及系統。方法包括：首先，獲取罌粟不同生長階段的研究區域的多幅遙感影像，并計算多幅所述遙感影像的特征值，將所述特征值按照研究區域的罌粟生長階段組成時間序列影像文件；然后，根據所述時間序列影像文件選取少量罌粟和研究區域的其它類型的背景植被的樣本點，生成所述罌粟和其它各個類型的背景植被對應的時序變化曲線，并根據所述時序變化曲線建立罌粟提取模型；最后，設定罌粟提取模型的閾值，根據所述時間序列影像文件對研究區域內的罌粟進行提取，獲得提取結果，實現了罌粟種植的有效監測。

技術領域

本發明涉及罌粟監測領域，特別涉及一種基于遙感的罌粟提取方法及系統。

背景技術

我國面臨的禁毒形勢嚴峻復雜，毒品犯罪多發高發，禁毒工作任務十分艱巨。精確識別毒品原植物是禁毒工作的關鍵，而罌粟作為一種主要毒品原植物，對其進行識別至關重要。非法罌粟種植的位置一般十分隱蔽，利用傳統人工方式進行排查不僅費時費力，而且效率十分低下。遙感技術的發展為大范圍的罌粟種植監測提供了一條有效途徑。

從遙感影像上提取罌粟的方法主要可分為監督分類與非監督分類兩種。基于監督分類方法提取罌粟的研究，如聯合國毒品與犯罪問題辦公室(The United Nations OfficeOn Drugs and Crime)使用監督分類方法對高空間分辨率遙感影像進行分類，從而監測主要罌粟種植區域的罌粟種植情況。該方法需要人工選取罌粟樣本，其過程不僅費時費力，而且罌粟樣本通常很難獲得，因而限制了該方法的應用。基于非監督分類方法提取罌粟的研究，如采用一種多基元混合像元分解的非監督分類方法從高光譜影像中識別罌粟，但該方法效率很低，針對該問題又提出了一種混合調諧匹配濾波的非監督分類方法從高光譜影像中檢測罌粟。現有的方法都是針對高光譜影像進行分析的，而高光譜影像雖然光譜分辨率很高，但其覆蓋率很低同時幅寬小，因此采用高光譜影像實現大范圍的罌粟檢測也不太符合實際情況。

總體來看，以上這些方法都是基于單時相遙感影像進行分析的，未充分利用不同植被物候特征的差異進行分析，在有云的情況會導致影像成像質量較差，會導致分類結果出現很大誤差，而且通常罌粟的生長期較短，而高光譜影像重返周期較長且地面覆蓋率不高，會由于數據缺失導致該區域無法進行罌粟監測，因此現有的在遙感影像上提取罌粟的方法，無法實現罌粟種植的有效監測。

發明內容

本發明的目的是，為了實現罌粟種植的有效監測，提供一種基于遙感的罌粟提取方法及系統。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于遙感的罌粟提取方法，所述提取方法包括如下步驟：

獲取罌粟不同生長階段的研究區域的多幅遙感影像；

計算多幅所述遙感影像的特征值，所述特征值包括歸一化植被指數、增強型植被指數、近紅外波段反射率和紅波段反射率；

將所述特征值按照研究區域的罌粟生長階段組成時間序列影像文件，所述時間序列影像文件包括歸一化植被指數時間序列影像文件、增強型植被指數時間序列影像文件、近紅外波段反射率時間序列影像文件和紅波段反射率時間序列影像文件；

根據所述時間序列影像文件選取少量罌粟和研究區域的其它類型植被的樣本點，生成所述罌粟和其它各個類型植被對應的時序變化曲線，所述時序變化曲線包括歸一化植被指數時序變化曲線、增強型植被指數時序變化曲線、近紅外波段反射率時序變化曲線和紅波段反射率時序變化曲線；

根據所述時序變化曲線建立罌粟提取模型；

設定罌粟提取模型的閾值，根據所述時間序列影像文件對研究區域內的罌粟進行提取，獲得提取結果。

可選的，所述計算多幅所述遙感影像的特征值，所述特征值包括歸一化植被指數、增強型植被指數、近紅外波段反射率和紅波段反射率；具體包括：