[發明專利]區域灰度和方向成分算子的遙感影像中樹冠直徑提取方法

有效

• 申請號: 201810895227.5
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109166148B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 許駿;付浩海;潘欣;張敏;張妳妳
• 申請（專利權）人: 長春工程學院
• 主分類號: G06T7/62
• 分類號: G06T7/62
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 陳宏偉

本發明公開一種區域灰度和方向成分算子的遙感影像中樹冠直徑提取方法，利用不斷擴大的區域灰度和方向成分算子發現遙感影像一定區域范圍內像元的構成、以及明暗方向的規律，并基于這一規律進行區域擴大來對遙感影像中樹冠直徑進行提取。本發明能夠應對同一樹木的像元顏色的不同，同時在能夠容忍從樹木中心到邊沿樹木形態的變化，使得提取的效率更高，根據同一樹木的像元顏色的不同，同時在能夠容忍從樹木中心到邊沿樹木形態的變化，使得提取的效率更高。

技術領域

本發明涉及一種區域灰度和方向成分算子的遙感影像中樹冠直徑提取方法，根據同一樹木的像元顏色的不同，同時在能夠容忍從樹木中心到邊沿樹木形態的變化，使得提取的效率更高，屬于遙感影像大數據處理技術領域。

背景技術

通過遙感影像可以相對廉價的、大面積的提取森林中的樹冠信息，提取森林的樹冠直徑可以發現森林的生長情況、病蟲害、火災受損面積，并據此發現植物生長、生態系統演替等重要的環境與資源信息，因此研發遙感影像樹冠提直徑取算法具有非常重要的意義。

當前的方法主要的手段是通過圖像分割算法，在指定閾值之后提取出樹冠所對應的圖像區域，再利用膨脹與腐蝕算法將單個樹冠提取出來，最后獲得樹冠的直徑。此類方法對于樹木顏色與背景土地顏色差異較大，且形態較為均勻的樹木較為有效。然而隨著遙感影像分辨率的提高，一方面，在像元層面上想要獲得均勻的顏色較為困難，如一個樹木在照耀下部分和未照射到的部分的葉片顏色截然不同；另一方面，樹木的形態較難維持規則的椎體形態，在從樹木中心到邊沿，其形態可能在一定范圍內發生變化，如樹頂尖的方向可能與整個樹木的方向有微小的偏差。所以現有方法在提取樹冠的過程中可能會遇到困難。

因此需要提出一種方法，能夠應對同一樹木的像元顏色的不同，同時在能夠應對從樹木中心到邊沿樹木形態的變化。

發明內容：

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種區域灰度和方向成分算子的遙感影像中樹冠直徑提取方法，該方法利用不斷擴大的區域灰度和方向成分算子發現遙感影像一定區域范圍內像元的構成、以及明暗方向的規律，并基于這一規律進行區域擴大來對遙感影像中樹冠直徑進行提取。

本發明提供一種區域灰度和方向成分算子的遙感影像中樹冠直徑提取方法，包括以下步驟：

S1，輸入由紅、綠、藍三個波段構成的遙感影像Image，將Image轉換為256級灰度的灰度影像GrayImage，建立樹木直徑探測結構RStruct;輸入區域變化容忍度最大閾值MaxRate、區域變化容忍度最小閾值MinRate，閾值階梯Gap; 指定當前容忍度變量CurrentRate=MaxRate；

S101，輸入遙感影像Image；

S102，將Image轉換為256級灰度的灰度影像GrayImage；

S103，對GrayImage的所有像元進行統計，獲得GrayImage的所有像元的均值IMean；

S104，建立樹木直徑探測結構RStruct，RStruct對應GrayImage上的一個位置，該結構包含以下屬性；

RX，該結構在GrayImage上對應的橫坐標；

RY，該結構在GrayImage上對應的縱坐標；

RCircleVector圓區域灰度和方向成分矢量，為一個8個元素的矢量，初始值為[0,0,0,0,0,0,0,0]；

RStoped標志是否需要進行繼續計算，值為TRUE或FALSE，初始值為FALSE；

RScale圓形區域尺度，初始值為2；

RRemoved刪除標記，值為TRUE或FALSE，初始值為FALSE；