[發(fā)明專利]一種基于AdaBoost分類器的冬小麥白粉病多時相遙感監(jiān)測方法及其評價方法

在審

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• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108303382A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 趙晉陵;黃文江;梁棟;黃林生;徐超;張東彥;翁士狀;阮莉敏
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;G01N21/84
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 張祥騫

本發(fā)明涉及一種基于AdaBoost分類器的冬小麥白粉病多時相遙感監(jiān)測方法及其評價方法，與現有技術相比解決了未針對冬小麥白粉病的機理特性進行遙感監(jiān)測的缺陷。本發(fā)明包括以下步驟：多時相HJ?CCD遙感影像獲取與預處理；光譜特征計算與歸一化；構建基于AdaBoost的小麥白粉病多時相遙感監(jiān)測模型；冬小麥白粉病遙感監(jiān)測結果空間制圖。本發(fā)明利用冬小麥白粉病的機理特性作為特征向量，通過多相時的光譜特征變化排除小麥白粉病影響外的其他田間脅迫因素影響，將冬小麥白粉病監(jiān)測轉讓為分類問題，利用AdaBoost分類器實現冬小麥白粉病的有效監(jiān)測。

技術領域

本發(fā)明涉及遙感監(jiān)測技術領域，具體來說是一種基于AdaBoost分類器的冬小麥白粉病多時相遙感監(jiān)測方法及其評價方法。

背景技術

冬小麥白粉病較易發(fā)生在河北的葉城、晉州、趙縣，經統(tǒng)計資料顯示，該地區(qū)白粉病發(fā)生具有時間連續(xù)性強，爆發(fā)特征明顯，受災面積范圍大等特點。根據歷年經驗及冠層癥狀規(guī)律，冬小麥在進入灌漿期時，白粉病的癥狀發(fā)展迅速，且染病植株癥狀呈現由底部向冠層發(fā)展的趨勢，會導致植株葉面積指數下降，冠層覆蓋度下降等一些比較明顯的特征，這也為遙感大范圍監(jiān)控冬小麥白粉病提供了可行性。

遙感監(jiān)測技術已廣泛應用于各個領域中，對于農保病蟲害識別領域也有部分技術提出利用遙感技術進行大范圍監(jiān)測。但遙感監(jiān)測技術是基于農保作物不同的病變狀態(tài)而進行的近似視覺類監(jiān)測，針對于冬小麥白粉病的初期而言，利用傳統(tǒng)的監(jiān)測方法難以達到有效的監(jiān)測效果。

因此，如何基于冬小麥在灌漿期時的這一生理特性，利用遙感技術對冬小麥白粉病進行監(jiān)測已經成為急需解決的技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決現有技術中未針對冬小麥白粉病的機理特性進行遙感監(jiān)測的缺陷，提供一種基于AdaBoost分類器的冬小麥白粉病多時相遙感監(jiān)測方法及其評價方法來解決上述問題。

為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種基于AdaBoost分類器的冬小麥白粉病多時相遙感監(jiān)測方法，包括以下步驟：

多時相HJ-CCD遙感影像獲取與預處理，獲取實地調查樣本點所在區(qū)域的3景HJ-CCD數據，形成時相T1、時相T2和時相T3組成的時序影像集，并對各景HJ-CCD數據均進行輻射定標、大氣標正、幾何精校正、影像拼接和掩模處理；

光譜特征計算與歸一化，分別從時相T1、時相T2和時相T3三幅影像上提取光譜特征并進行歸一化處理；

構建基于AdaBoost的小麥白粉病多時相遙感監(jiān)測模型，將歸一化處理的多時相、多光譜特征作為輸入變量，利用巴氏系數分別計算待分樣點與健康樣本、病害樣本的相似性，并基于兩組相似性差值建立弱分類器，建立迭代次數與樣本錯誤率E_R的二維關系圖，平衡算法執(zhí)行時間和模型精度，確定弱分類器的最優(yōu)個數，并通過線性組合構建最終的強分類器，得到適用于冬小麥白粉病的多時相遙感監(jiān)測分類模型；

冬小麥白粉病遙感監(jiān)測結果空間制圖，根據AdaBoost多時相遙感監(jiān)測模型的計算結果，將研究區(qū)的像元標注為健康、病害兩種屬性，并分別用綠色和紅色填圖。

所述光譜特征計算與歸一化包括以下步驟：

分別提取T1～T3三個時相影像的多光譜特征SF_T1、SF_T2和SF_T3，SF_T1為時相T1的光譜特征、SF_T2為時相T2的光譜特征、SF_T3為時相T3的光譜特征；