[發明專利]一種基于合成孔徑雷達時序數據的水稻自動識別方法

有效

• 申請號: 202010117995.5
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111142106B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 朱文泉;詹培;趙涔良
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于合成孔徑雷達時序數據的水稻自動識別方法，其特征在于包括如下步驟：

A、數據獲取和預處理，獲取某區域內同一合成孔徑雷達數據源全年的VH極化數據，對數據進行軌道修正、輻射校正、地形校正、重采樣、空間濾波去噪聲以及數據轉換預處理操作，得到單位為dB的VH極化后向散射系數時間序列數據；

B、水稻識別特征選擇，選取全年平均、全年最小VH極化后向散射系數作為剔除背景地物的特征，選取水稻在移栽期之前和之后雷達VH極化后向散射系數先下降后上升所呈現的V型斜率變化特征作為區分水稻類型的特征，具體為，早稻播種期至移栽期、早稻移栽期至成熟期、雙季晚稻播種期至移栽期、雙季晚稻移栽期至成熟期的VH極化后向散射系數時間序列的斜率作為雙季稻識別特征，選取中稻播種期至移栽期、中稻移栽期至成熟期、一季晚稻播種期至移栽期、一季晚稻移栽期至成熟期的VH極化后向散射系數時間序列的斜率作為單季稻識別特征；

C、背景地物剔除，將滿足以下數學公式的地物作為背景地物進行剔除，剔除后的地物不參與后續水稻識別，該數學公式為：

MEAN(VH_全年)th1 OR MIN(VH_全年)th2

式中，MEAN()表示遙感像元在時間序列上求均值操作，MIN()表示遙感像元在時間序列上求最小值操作，VH代表VH極化后向散射系數時間序列，下標文字代表時間序列的時間范圍，OR表示求并集操作，th1和th2分別代表各背景剔除特征對應的閾值；

D、雙季稻識別模型構建，根據區域內的物候歷和農作物種植信息，若區域內存在雙季稻，則基于剔除背景地物的結果構建雙季稻識別模型，將以下2個數學公式得到的空間分布結果求交集后便得到識別的雙季稻的空間分布范圍，2個數學公式分別為：

SLOPE(VH_{早稻播種期至移栽期})th3 AND SLOPE(VH_{早稻移栽期至成熟期})th4

SLOPE(VH_{雙季晚稻播種期至移栽期)}th5 AND SLOPE(VH_{雙季晚稻移栽期至成熟期})th6

式中，SLOPE()表示遙感像元在時間序列上以年積日為自變量，以VH極化后向散射系數為因變量進行一元線性擬合，并提取一元線性擬合系數作為斜率，AND表示求交集操作，th3至th6分別代表各雙季稻識別特征對應的閾值；

E、單季稻識別模型構建，根據區域內的物候歷和農作物種植信息，若區域內存在單季稻，則基于剔除背景地物和雙季稻的結果構建單季稻識別模型，將以下2個數學公式得到的空間分布結果求并集后便得到識別的單季稻的空間分布范圍，2個數學公式分別為：

SLOPE(VH_{中稻播種期至移栽期})th7 AND SLOPE(VH_{中稻移栽期至成熟期})th8

SLOPE(VH_{一季晚稻播種期至移栽期})th9 AND SLOPE(VH_{一季晚稻移栽期至成熟期})th10

式中，th7至th10分別代表各單季稻識別特征對應的閾值；

F、水稻空間分布信息提取，基于區域的水稻種植信息和合成孔徑雷達VH極化后向散射時間序列數據，利用構建的雙季稻和單季稻識別模型，提取區域范圍內水稻的空間分布信息。