[發明專利]帶約束點集配準的增量式農田邊界精度校準方法及裝置

有效

• 申請號: 201811293885.3
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111127525B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 葛嵩
• 申請（專利權）人: 千尋位置網絡有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T7/181
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 李夫玲;吳珊

本發明提供了一種帶約束點集配準的增量式農田邊界精度校準方法及裝置，所述方法包括以下步驟：將基于衛星遙感影像提取的農田邊界的數據和實際測量得到的農田邊界的數據配對并存儲在數據庫中，導出農田邊界的數據；根據基于衛星遙感影像提取的農田邊界和實際測量得到的農田邊界的形狀相似性以及區域重疊率來判定提取的農田邊界的有效性；提取農田邊界的對應點，基于剛體點集配準校正提取的農田邊界，以及基于增量式聯合點集配準校正提取的農田邊界；將校正后的農田邊界存入數據庫。本發明提升了基于高分辨率的衛星遙感影像提取的農田邊界的定位精度和提取農田邊界的效率。

技術領域

本發明涉及農田邊界提取技術領域，具體涉及一種帶約束點集配準的增量式農田邊界精度校準方法及裝置。

背景技術

農田邊界是我國國土資源非常重要的信息，也是我國每十年一次的全國土地調查所重點關注的對象之一。隨著科技的快速發展，精準農業已成為當今世界農業發展的潮流之一。其中無人機植保(農藥噴灑、施肥、農作物長勢跟蹤等)已成為精準農業的重要組成部分，也是提升農業作業效率的有效手段之一。而高精度的農田邊界是無人機高效、精準作業的必要條件之一。

基于高分辨率的衛星遙感影像，融合深度學習、大數據及計算機視覺等前沿技術，可以批量高效的提取農田邊界，且提取農田邊界的形狀具有較高的準確性。然而由于衛星遙感影像普遍絕對定位精度不足，使其無法被直接應用在精準農業場景上。而傳統的基于測繪儀器的人工測量方式，雖然能保證定位精度，但是效率低下，尤其對較大面積的農田，作業的人力成本很高。因此提升基于高分辨衛星遙感影像提取的農田邊界的絕對定位精度以及提升傳統人工測繪測量方式的采集效率降低人力成本，已成為行業內急需要解決的問題，而針對其的研發也在持續進行當中。

目前校正基于高分辨遙感影像獲取的農田邊界位置精度的主要方案是通過校正衛星遙感影像的方式間接得到的。而這種方式需要建立具有標志性、圖像易識別的預先采集的地面控制點和該控制點在遙感圖像像素位置的一一對應關系。實際作業中，受地理環境的影響較難選取或布控地面控制點，另外目前商業衛星遙感影像的最高分辨率在0.3米左右，在選取控制點像素時也會引入較大誤差，因此這種校正方式目前在實際應用中的效果還有待提高。而提升人工測繪測量采集效率的方式也多集中在采集設備的輕型化、小型化上，但仍不能減少采集距離。

基于高分辨率的衛星遙感影像，使用機器學習(深度學習)及計算機視覺技術，可以高效批量的提取農田邊界信息。但是受限于衛星遙感影像絕對位置精度不足，基于其提取的農田邊界較難直接用于對作業精細化要求較高的精準農業(無人機植保)當中。傳統的人工基于測繪儀器的測量方式，雖然具有效率低下、人工成本高等缺陷，但由于其能保證農田邊界的精度，仍是目前最主要的農田邊界獲取方式。而基于無人機低空航測生成的高精度數字正射影像，提取高精度的農田邊界也是一種方案。但是航測無人機價格昂貴、需要專業操作、為保證精度還需要布控大量的地面控制點，無形中大大增加了作業難度及作業成本，這也成為其較難被廣泛應用的瓶頸。

發明內容

本發明提供了帶約束點集配準的增量式農田邊界精度校準方法及裝置，解決的技術問題是：1)提升基于高分辨率的衛星遙感影像提取的農田邊界的定位精度，使其可以應用于無人機植保等精準農業場景；2)利用基于高分辨率的衛星遙感影像提取的農田邊界具有較好的形狀準確性的優點，提升傳統基于測繪測量提取農田邊界方式的效率。

本發明采用的技術方案具體如下：

一種帶約束點集配準的增量式農田邊界精度校準方法，所述方法包括以下步驟：

將基于衛星遙感影像提取的農田邊界的數據和實際測量得到的農田邊界的數據配對并存儲在數據庫中，導出農田邊界的數據；

根據基于衛星遙感影像提取的農田邊界和實際測量得到的農田邊界的形狀相似性以及區域重疊率來判定提取的農田邊界的有效性；

提取農田邊界的對應點，基于剛體點集配準校正提取的農田邊界，以及基于增量式聯合點集配準校正提取的農田邊界；