[發明專利]基于空天遙感數據融合的田間立地秸稈提取方法及裝置

在審

• 申請號: 202111314634.0
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN114241328A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 李存軍;周靜平;王佳宇;盧闖;鄭茜;陶歡
• 申請（專利權）人: 北京市農林科學院信息技術研究中心
• 主分類號: G06V20/13
• 分類號: G06V20/13;G06V10/44;G06V10/764;G06V10/25
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 程琛

本發明提供一種基于空天遙感數據融合的田間立地秸稈提取方法及裝置，所述方法包括：獲取目標區域的衛星影像與無人機影像；將所述衛星影像與所述無人機影像進行影像融合生成融合影像；基于空譜融合的條件隨機場，根據所述融合影像計算的植被指數與紋理參數進行地物分類標記，以生成秸稈分布圖。本發明綜合無人機影像的高空間分辨率優勢和衛星影像的短波紅外等光譜信息豐富的優勢，將無人機影像與衛星影像進行融合生成兼具厘米級高空間分辨率和短波紅外等光譜信息的融合影像，根據空譜融合條件隨機場利用計算融合影像的植被指數和紋理特征進行地物分類，實現了對立地秸稈快速且高精度的提取。

技術領域

本發明涉及農業遙感技術領域，尤其涉及一種基于空天遙感數據融合的田間立地秸稈提取方法及裝置。

背景技術

秋冬季及來年春季農田中分布的未收割直立作物秸稈極有可能被焚燒，嚴重污染大氣環境，快速準確獲取田間未收割田間作物立地秸稈空間分布可幫助工作人員實現對秸稈焚燒的管控，有利于環境保護。

無人機機動靈活、成本低廉，可快速獲取厘米級高分辨率RGB影像，但是光譜信息較少，尤其是缺乏對秸稈信息敏感的短波紅外波段；衛星遙感影像具有短波紅外波段信息但空間分辨率較低，對零散、小區域玉米秸稈的提取受限。以往技術一般是單使用無人機影像、或單使用衛星影像進行秸稈提取，提取的效率和精度都不高。

發明內容

本發明提供一種基于空天遙感數據融合的田間立地秸稈提取方法及裝置，用以解決現有技術中對田間立地秸稈提取的效率和精度不高的問題。

第一方面，本發明提供一種基于空天遙感數據融合的田間立地秸稈提取方法，包括：獲取目標區域的衛星影像與無人機影像；將所述衛星影像與所述無人機影像進行影像融合生成融合影像；基于空譜融合的條件隨機場，根據所述融合影像的植被指數與紋理參數進行地物分類標記，以生成秸稈分布圖。

根據本發明提供一種基于空天遙感數據融合的田間立地秸稈提取方法，將所述衛星影像與所述無人機影像進行影像融合生成融合影像，包括：將所述無人機影像轉化為全色影像；根據所述衛星影像和所述全色影像之間的灰度值的關系，進行所述衛星影像和所述全色影像的融合，生成所述融合影像。

根據本發明提供一種基于空天遙感數據融合的田間立地秸稈提取方法，所述基于空譜融合的條件隨機場，根據所述融合影像的植被指數與紋理參數進行地物分類標記，以生成秸稈分布圖，包括：通過灰度共生矩陣計算所述融合影像的紋理參數，并且聯合所述融合影像的植被指數生成空譜融合特征；將所述融合影像中的多個地物標簽和所述空譜融合特征輸入至支持向量機中，以根據所述地物標簽計算所述融合影像中每個像素的概率估計，生成概率影像；將所述空譜融合特征和所述概率影像輸入空譜融合的條件隨機場模型中，輸出地物分類標記結果，以根據所述地物分類標記結果生成所述秸稈分布圖。

根據本發明提供一種基于空天遙感數據融合的田間立地秸稈提取方法，所述植被指數包括：歸一化植被指數和疊加紅外秸稈指數；

所述歸一化植被指數的計算公式為：

所述疊加紅外秸稈指數的計算公式為：

其中，NDVI為所述歸一化植被指數，AIRSI為所述疊加紅外秸稈指數；B4為所述衛星影像中B4波段反射率值；B5為所述衛星影像中B5波段反射率值；B8為所述衛星影像中B8波段反射率值；B12為所述衛星影像中B12波段反射率值；a為B4波段調節系數，b為B5波段調節系數，c為B12波段調節系數。

根據本發明提供一種基于空天遙感數據融合的田間立地秸稈提取方法，所述紋理參數為角二階距，對于大小為M×N的所述灰度共生矩陣，所述角二階距的計算公式為：

其中，ASR為所述角二階距，m_hk為所述灰度共生矩陣中第h行第k列處的元素值。