[發明專利]一種農田邊界及種植結構的提取方法

在審

• 申請號: 202011427554.1
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112541933A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 錢靜;彭樹宏
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/62;G06T7/11;G06T7/90
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本申請屬于圖像識別技術領域，特別是涉及一種農田邊界及種植結構的提取方法。如何選取遙感影像分類方法也將直接影響面積提取的精準度，在實際的應用中要結合實際情況選擇合適的遙感影像數據及分類方法。本申請提供了一種農田邊界及種植結構的提取方法，包括將分類遙感影像、分類標志、區域范圍導入頭文件；對所述遙感影像數據進行預處理，得到預處理數據；建立不同尺度分類器計算所述預處理遙感影像數據與所述分類標志數據的標準差；對步驟3中得到數據的邊界模糊異常值進行處理；提取前步驟中得到的數據的周界像素，對農田中的作物進行面積統計，得到作物的農田邊界及種植結構。在精細提取農作物邊界及種植結構方面有一定的意義。

技術領域

本申請屬于圖像識別技術領域，特別是涉及一種農田邊界及種植結構的提取方法。

背景技術

種植結構是指一種農作物在某個區間或土地上的種植分布或比例，一個地區農場作物的種植結構關系到地區多種農產品的收獲和產量，而一個地區的天然氣候關系與一個地區的農作物種植結構密切相關，不合理不健康的農作物種植結構會對地區的生態平衡和可持續發展造成巨大的影響。

隨著科技的發展多顆遙感衛星的發射并投入使用，利用衛星遙感影像數據對某個地區的各個季節的農作物種植區域和種植種類進行大面積、大范圍監測，為國家和地區的農業發展提供可靠的信息，有利于地區的未來的農業生產和糧食儲備布局規劃和制定，保證了地區農業的有序生產和健康發展，避免了因農作物盲目種植所導致的糧食浪費或者造成某種農場品的短缺。近幾年來由于世界范圍內糧食的減產，糧食價格日益上漲，糧食安全越來越成為國家、地區發展的一個重要問題，通過衛星遙感影像監測地區的農作物種植情況可以為國家和地區的糧食生產提供安全保障。

近幾年來，遙感衛星技術不斷成熟，新的遙感衛星不斷出現，使遙感影像的分辨率大大的提升，能夠短時間內快速地獲取更多信息，更多地面農作物的信息也能夠被遙感衛星所攝取，極大程度地提升了農作物監測的精度，例如運用SPOT/Landsat-8＝高分辨率遙感衛星的影像，雖然在一定程度上提高了農作物監測研究的效率，但是使用多源遙感數據、多時相及不同空間分辨率數據相組合的方法，并運用多種分類手段提取目標農作物信息能夠排除更多的干擾，并且具有更加高的準確率，是當代遙感影像技術在農業監測和研究上的熱點。

發明內容

1.要解決的技術問題

基于部分農作物光譜和物候特點非常接近，在進行遙感方法提取的面積研究時，如何選取遙感影像分類方法也將直接影響面積提取的精準度，在實際的應用中要結合實際情況選擇合適的遙感影像數據及分類方法的問題，本申請提供了一種農田邊界及種植結構的提取方法。

2.技術方案

為了達到上述的目的，本申請提供了一種農田邊界及種植結構的提取方法，所述方法包括如下步驟：步驟1：將分類遙感影像、分類標志、區域范圍導入頭文件；步驟2：對所述遙感影像數據進行預處理，得到預處理數據；步驟3：建立不同尺度分類器計算所述預處理遙感影像數據與所述分類標志數據的標準差；步驟4：對步驟3中得到數據的邊界模糊異常值進行處理；步驟5：提取所述步驟4中得到的數據的周界像素，對農田中的作物進行面積統計，得到作物的農田邊界及種植結構。

本申請提供的另一種實施方式為：所述原始數據包括影像、農田數據層和區域數據。

本申請提供的另一種實施方式為：所述步驟2中對所述原始數據進行預處理包括對農田數據層調色板進行標準化；過濾所述區域的波段數據；計算所述影像的歸一化植被指數；計算所述影像的光譜梯度，在重要的地方創建種子，找到局部梯度最大或者最小的點和對所述影像進行分割。

本申請提供的另一種實施方式為：所述波段數據包括紅光波段、綠光波段、藍光波段和近紅外波段。

本申請提供的另一種實施方式為：所述歸一化植被指數為近紅外波段和紅光波段的標準化差值。