[發明專利]一種基于多時相高分辨率遙感影像的設施蔬菜提取方法

有效

• 申請號: 201810592833.X
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108830844B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 楊秀峰;趙建鵬;李國洪;金永濤;李旭青;趙起超;劉世盟
• 申請（專利權）人: 北華航天工業學院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/136;G06K9/00
• 代理公司: 北京善任知識產權代理有限公司 11650
• 代理人: 王大方

本發明提供了一種基于多時相高分辨率遙感影像的設施蔬菜提取方法，包括：對高分辨率遙感影像進行預處理，以提取出單波段圖像；對單波段圖像執行圖像增強處理，從而提高設施蔬菜與其他地物類別的區分能力；選擇預定觀察窗口，對增強處理后的圖像進行紋理分析處理，從而計算獲得特征值紋理影像；基于特征值紋理影像，創建易與設施蔬菜混淆的建筑物和道路的掩膜圖像；利用掩膜圖像對原始的高分辨率遙感影像進行掩膜，從而提取出地物圖斑的邊緣檢測線；對邊緣檢測線進行數學形態學操作和細分割處理，從而生成提取結果；對設施蔬菜的灰度圖像執行二值化處理，提取出設施蔬菜的矢量圖斑并進行矢量轉柵格處理，從而實現設施蔬菜信息提取。

技術領域

本發明屬于圖像智能處理技術領域，涉及高分辨率遙感影像的信息提取技術，具體涉及 一種基于多時相高分辨率遙感影像的設施蔬菜提取方法，用于基于高分辨率遙感影像，提取 出影像中的設施蔬菜信息。

背景技術

隨著我國城鎮化的快速推進，對蔬菜的需求也日趨增長，集約化蔬菜生產(以設施蔬菜 為代表)已經成為蔬菜生產的主要發展方向。設施蔬菜可以延長蔬菜供應周期，提高蔬菜產 量，緩解供應緊張現象。目前國內常用的設施農業類型主要包括：塑料大棚(含中小拱棚)、 日光溫室和連棟溫室。塑料大棚是指以塑料薄膜作為透光覆蓋材料的單棟拱棚。在我國南方 地區使用功能是冬季保溫，夏季遮陽、防雨。而在北方地區使用主要具有春提早、秋延后作 用，一般比露地生產科提早或延后一個月左右。由于其保溫性能較差，在北方地區一般不用 它做越冬生產。

日光溫室是我國科技工作者在一面坡溫室的基礎上不斷完善提高開發出來的一種具有中 國特色的溫室形式。它是以太陽能為主要能源，夜間采用活動保溫被在前屋面保溫進行越冬 生產的單層面塑料薄膜溫室，該類溫室的東、西、北三面墻體和后屋面采用高保溫建筑材料。 在我國北方地區使用，正常條件下不用人工加溫可保持室內外溫差達到20-30℃以上，此類溫 室現已在北緯30-45°地區有廣泛應用，是北方地區越冬生產園藝產品的主要溫室形式。連棟 溫室是指將多個單跨的溫室通過天溝連接起來的大面積生產溫室，是當今世界和我國發展現 代化設施農業的趨勢和潮流。連棟溫室根據結構形式和覆蓋材料的不同分為：連棟玻璃溫室、 連棟塑料溫室和聚碳酸酯板溫室(PC溫室)。上述的三種溫室又可以簡單的分為：“冷棚”(塑 料大棚)和“暖棚”(日光溫室和連棟溫室)。

蔬菜設施栽培已經成為現代農業的重要組成部分之一，設施栽培成了將傳統農業改造為 現代農業的一種重要手段，并且在許多地區成了當地的支柱產業，極大的增加了農民的收入。 另外，設施蔬菜的出現使得土地的利用率高，在一定程度上擺脫了對自然環境的依賴，具有 高投入、高技術含量、高品質、高產量、高效益等特點，是最有活力的農業新產業。設施蔬 菜的建設面積反映了當地的農業現代化發展水平，也反映了當地的蔬菜供應能力，對于市場 上蔬菜的供求關系起到至關重要的影響，對于當地農業部門的科學管理、蔬菜種植政策制定等方面都有很重要的意義。其中，良種補貼的重要一項就是良種補貼的面積，面積的準確度關系著農民的切身利益。

在現有技術中，設施蔬菜的面積產量等信息通常是采用常規的地面調查方法或常年的統 計數據，缺乏科學性，浪費大量的時間和人力，受人為主觀因素影響較大，對政府的決策、 管理難以提供可靠性依據，不能滿足其需求。遙感作為遠距離探測地物接收地物電磁波信息 特性的技術，具有常規傳統技術所不具備的信息真實豐富、現勢性、宏觀性、動態性等諸多 優勢。通過遙感技術快速、準確地獲取設施蔬菜的面積、土地利用分布等信息，可以為合理 布置菜區分布、實現集約化蔬菜生產、穩定和促進農業發展水平，實現農業資源的高效和可 持續利用奠定良好基礎。

遙感技術的快速發展，高分辨率遙感影像已經成為獲取設施蔬菜種植面積的主要途徑。 如何從海量高分辨率遙感影像數據中高效、精準地提取出設施蔬菜的面積、類型等信息是高 分辨率遙感影像智能解譯中急需解決的關鍵技術之一。同時，設施蔬菜是遙感影像中典型的、 很常見也很重要的地物要素類型，其信息的有效獲取，在地理數據更新、農村發展規劃、農 業科學管理等領域具有重要的意義。