[發明專利]一種基于水稻指數的多時相遙感影像水稻提取方法

有效

• 申請號: 202110390724.1
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113205006B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 黃昕;涂理林
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V10/25;G06V10/26;G06V10/80;G06K9/62
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 王琪

1.一種基于水稻指數的多時相遙感影像水稻提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，對每一個時相的遙感影像進行幾何配準；

步驟2，對每一個時相的遙感影像計算歸一化差分植被指數NDVI，得到時序NDVI影像；

步驟3，由時序NDVI影像及水稻生長季數計算得到多個歸一化差分時序指數NDTI；

歸一化差分時序指數NDTI與遙感影像上對應區域的水稻生長季數有關，每一個生長季的NDTI由該生長季內NDVI峰值和NDVI谷值決定，為兩者之差比上兩者之和，考慮到同一區域不同水稻之間生長季略微的偏差，峰值和谷值對應的時相在用戶給定時相的鄰域內自適應地選擇，NDTI計算方法如下：

其中，n為水稻生長季數，M_j1為用戶給定的每一季NDVI峰值的時相索引，M_j2為用戶給定的每一季NDVI谷值的時相索引；

步驟4，對NDTI進行最小值融合，得到水稻指數RI；

水稻指數RI為水稻不同生長季的NDTI的最小值，其計算方式如下：

求取RI后，將RI特征影像線性拉伸至[0，1]范圍內；

其中，g(x，y)和g′(x，y)分別為拉伸前和拉伸后的RI特征影像，(x，y)為像素在特征影像中的位置坐標，RI_min為RI特征影像中的最小像素值，RI_max為RI特征影像中的最大像素值；

步驟5，對RI特征影像進行閾值分割，得到水稻提取結果；

步驟6，通過光譜約束和幾何約束，對步驟5中的水稻提取結果進行后處理。

2.如權利要求1所述的一種基于水稻指數的多時相遙感影像水稻提取方法，其特征在于：所述步驟2中歸一化植被指數NDVI的計算方法如下：

其中，為第i個時相的影像在近紅外波段的像素值，為第i個時相的影像在紅波段的像素值，m為總時相數量。

3.如權利要求1所述的一種基于水稻指數的多時相遙感影像水稻提取方法，其特征在于：所述步驟5中對拉伸后的RI特征影像選用固定的閾值進行閾值分割，得到水稻提取結果；

其中，RICE(x，y)為水稻提取結果的二值圖，(x，y)為像素的位置坐標，1表示水稻像素，0表示非水稻像素，T為設定的閾值。

4.如權利要求1所述的一種基于水稻指數的多時相遙感影像水稻提取方法，其特征在于：所述步驟6中需通過光譜約束在水稻提取結果中剔除明顯不是植被的像素，并通過幾何約束剔除不符合稻田幾何形狀的對象，利用全部時相NDVI的均值進行光譜約束，設定約束閾值，以剔除水稻提取結果中明顯不是植被的像素；

其中，RICE′(x，y)為進行了光譜約束之后的水稻提取結果二值圖，(x，y)為像素的位置坐標，NDVI_mean(x，y)為像素全部時相NDVI的均值，T_NDVI為設定的閾值，對水稻提取結果二值圖取連通域得到水稻對象，利用面積和長寬比對水稻對象進行幾何約束，分別設定面積閾值T_Area和長寬比閾值T_LW剔除不符合稻田幾何形狀的對象，所剔除的對象面積Area≤T_Area或長寬比LW≥T_LW，經過光譜約束和幾何約束后，得到最終的水稻提取結果。