[發(fā)明專利]一種基于遙感圖像的大棚提取方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811042272.2
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109087316B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施利鋒;黃賢金;鐘太洋
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/136;G06T7/62;G06T5/30;G06T5/40
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 張?zhí)K沛

本發(fā)明公開了一種基于遙感圖像的大棚提取方法，包括以下步驟：步驟一、獲取遙感圖像，對所述遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，獲得光譜反射率圖像；步驟二、基于所述光譜反射率圖像，提取出所有包含植被信息的像元，組成植被信息圖像；步驟三、基于所述植被信息圖像，根據(jù)大棚的光譜反射特征，抑制高密度植被信息，凸顯大棚以及低密度植被信息；步驟四、基于大棚?低密度植被信息圖像，根據(jù)大棚在近紅外波段光譜反射率高于低密度植被的特性，組成大棚信息圖像。本發(fā)明利用高分辨率影像進(jìn)行預(yù)處理，得到光譜反射率圖像，基于光譜反射率圖像和植被信息圖像，根據(jù)大棚指數(shù)提取出所有包含大棚的像元，計算出大棚的面積。本發(fā)明由國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)(201411006)資助完成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于遙感圖像處理技術(shù)，具體而言涉及一種基于遙感圖像的大棚提取方法和裝置。

背景技術(shù)

溫室大棚的顯著增加反映了我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，溫室蔬菜的增加逐漸滿足了居民一年四季的農(nóng)副產(chǎn)品需求；但同時也帶來一些需要關(guān)注的問題，如大棚的化肥使用造成的土壤退化、塑料廢物處理不當(dāng)造成的環(huán)境污染、種植作物數(shù)量增加帶來的平均耗水量增大及大棚建造工程進(jìn)度不能有效監(jiān)控等。因此，溫室大棚的空間分布信息及時和準(zhǔn)確獲取，是解決當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)管理、土壤保護(hù)、節(jié)水管理、降低監(jiān)管成本及減少環(huán)境污染的核心問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種及時準(zhǔn)確的大棚提取方法和裝置。

一種基于遙感圖像的大棚提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲取遙感圖像，所述遙感影像至少包括：紅、綠、藍(lán)和近紅外波段四個波段，對所述遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，獲得光譜反射率圖像I_f(x，y)，f∈{R，G，B，NIR}，其中x,y代表像元在圖像的坐標(biāo)，R,G,B,NIR分別代表紅波段、綠波段、藍(lán)波段和近紅外波段；

(2)基于所述光譜反射率圖像I_f(x，y)，f∈{R，G，B，NIR}，提取出所有包含植被信息的像元，組成植被信息圖像VI_f(x，y)，f∈{R，G，B，NIR}，所述植被信息圖像包括低密度植被、高密度植被和大棚；

(3)基于所述植被信息圖像VI_f(x，y)，f∈{R，G，B，NIR}，根據(jù)大棚的光譜反射特征，通過公式(1)，抑制高密度植被信息，凸顯大棚以及低密度植被信息，公式(1)如下：

設(shè)定閾值T2，提取出pv>T2的像元，組成大棚-低密度植被信息圖像PVI_f(x，y)f∈{R，G，B，NIR}；

(4)基于大棚-低密度植被信息圖像PVI_f(x，y)f∈{R，G，B，NIR}，根據(jù)大棚在近紅外波段光譜反射率高于低密度植被的特性，采用NDVI指數(shù)進(jìn)行區(qū)分，具體為：

設(shè)定閾值T3，提取出NDVI>T3的像元，組成大棚信息圖像。

步驟(2)中，首先依據(jù)植被綠光波段的反射率高于藍(lán)光和紅光的特征，設(shè)計兩個方向系數(shù)和之后通過近紅外和紅波段突出植被信息，具體公式如下：

其中VPI表示植被信息指數(shù)，||為絕對值符號，設(shè)定閾值T1，提取出VPI>T1的像元，組成植被信息圖像。根據(jù)計算獲得的VPI生成圖像，采用直方圖統(tǒng)計獲得該VPI圖像的直方圖統(tǒng)計圖，設(shè)定最大的波谷作為閾值T1。

步驟(1)獲取的遙感圖像為高分辨率遙感圖像。