[發明專利]基于最大熵特征的葡萄分類提取方法

有效

• 申請號: 201911329932.X
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111079672B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 李強子;趙龍才;王紅巖;張源;杜鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G06V10/764
• 分類號: G06V10/764;G06V20/10
• 代理公司: 北京冠榆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 王道川

本發明公開基于最大熵特征的葡萄分類提取方法，包括如下步驟：(1)葡萄分類識別特征提取；(2)利用隨機森林方法進行葡萄園分類檢測；(3)對分類精度的評價。本申請基于9個原始光譜特征，2個指數特征和1個最佳熵特征，共計12個特征組成特征組合后，利用隨機森林方法進行葡萄園分類檢測。為突出葡萄園與其他地類的區別，基于地面調查樣本和最大熵模型，獲取可指示葡萄園的最佳熵特征。采用本申請的分類提取方法對陜西涇陽葡萄園進行遙感檢測，106個葡萄園樣本點中，有93個被正確檢出，葡萄園制圖精度達到87.8％；總體識別精度達到86.8％。說明本申請的基于最大熵特征的葡萄分類提取方法對葡萄的檢測分類精度高。

技術領域

本發明涉及遙感技術領域。具體地說是基于最大熵特征的葡萄分類提取方法。

背景技術

涇陽縣地處我國西北，隸屬于陜西省咸陽市，屬于暖溫帶大陸性季風氣候，四季冷暖、干濕分明。年平均氣溫13℃，冬季(1月)最冷為—20.8℃，夏季最熱(7月)為41.4℃。年均降水量548.7毫米，日照時數年平均為2195.2小時。據統計，目前涇陽縣種植釀酒葡萄8.02萬畝，鮮食葡萄5.95萬畝；葡萄總產10.68萬噸(釀酒葡萄總產3.51萬噸、鮮食葡萄7.17萬噸)。全縣圍繞葡萄產業建成省級現代農業園區2個，建成市級現代農業園區11個。涇陽縣在葡萄發展中以企業大戶為主，現代農業園區面積占到葡萄總面積的85％。全縣累計發展葡萄專業合作社、種植企業20余家，產業發展有效帶動了土地集約化經營，提高了土地產出。2014年4月，被陜西省果業局任命為全省第一家葡萄基地縣。

2018年6月24日—6月27日，開展了涇陽縣地面調查，調查路線和地面調查點分布如圖1所示，共采集各類地物GPS樣本點共567個。其中，葡萄樣本136個。通過地面調查發現，在涇陽縣范圍內葡萄園主要以兩種形態存在：一是大棚碰葡萄，二是普通耕地上種植葡萄。其中，普通耕地上種植的葡萄主要有兩類，一是已經可以掛果的成年林，另一類是剛剛種植的葡萄幼苗，而且多數間中于玉米，在影像上主要表現為玉米的特征，或者裸地的特征。普通耕地上的葡萄林大多呈長條狀分布，最窄處可達到3米，大部分寬度集中在10-20米左右。普通葡萄的種植結構、大棚葡萄、葡萄幼林等情況都為后續葡萄空間分布檢測增加了困難。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種可準確區分葡萄與其他林果的基于最大熵特征的葡萄分類提取方法。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

基于最大熵特征的葡萄分類提取方法，包括如下步驟：

(1)葡萄分類識別特征提取；

(2)利用隨機森林方法進行葡萄園分類檢測；

(3)對分類精度的評價。

上述基于最大熵特征的葡萄分類提取方法，在步驟(1)中，葡萄分類識別特征包括如下：

(1-1)9個原始光譜特征分別為：藍光波段(Blue)、綠光波段(Green)、紅光波段(Red)、紅邊波段1(RedEdge1)、紅邊波段2(RedEdge2)、紅邊波段3(RedEdge3)、近紅外波段(Nir-Red)、，短波紅外1(SWIR1)和短波紅外2(SWIR2)；

(1-2)2個指數特征為：NDVI歸一化植被指數和EVI環境植被指數；

(1-3)1個最佳熵特征。

上述基于最大熵特征的葡萄分類提取方法，NDVI歸一化植被指數的計算公式為：

NDVI＝(ρ_nir-ρ_red)/(ρ_nir+ρ_red) (Ⅰ)；

其中：ρ_nir為近紅外波段反射率，ρ_red為紅波段反射率。