[發明專利]一種基于地塊形態特征的農田作物行向遙感識別方法

在審

• 申請號: 202210329863.8
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114782324A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 丁天雨;鄭興明;曲福恒
• 申請（專利權）人: 中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/62
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王瑩

1.一種基于地塊形態特征的農田作物行向遙感識別方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一、獲取研究區范圍的矢量文件；

步驟二、根據研究區范圍的矢量文件，從衛星數據分發網站提取影像，對影像勾畫地塊矢量邊界，并將每個地塊的文件格式轉換為二值圖，且填充二值圖的邊緣；

步驟三、計算長寬比：

3.1)對步驟二得到的邊緣填充后的二值圖進行地塊邊界的輪廓逼近，得到輪廓點形成的曲線圍成的圖形周長，取周長的1％作為閾值，依次將輪廓點之間的距離與閾值作比較，大于閾值的點舍去，小于閾值的點保留，最后統計保留點的數量，得到頂點數d和所有頂點的坐標(x_i,y_i)；

3.2)使用頂點數d以及頂點坐標(x_i,y_i)判斷地塊形狀，當d＝3時，認為此地塊為三角形；當d＝4，圖形四個內角的值均處于80°～100°之間，認為此地塊為矩形；當d＝4，兩組對角之間的差小于10°且相臨的角之間大于10°，認為此地塊為平行四邊形；當d＝4，有一組平行邊，認為此地塊為梯形；當d＝4，有零組平行邊，認為此地塊為不規則四邊形；當5≤d10時，認為此地塊為多邊形；當10≤d時，認為此地塊為復雜圖形；

3.3)若地塊為三角形、矩形和平行四邊形，直接執行步驟四；

若地塊為梯形、不規則四邊形和多邊形，先對地塊進行最小面積矩形擬合，再執行步驟四；

步驟四、使用歐氏距離計算地塊三個點的兩兩之間的距離，得到長邊和短邊的長度，進而計算地塊的長寬比；若地塊的長寬比大于長寬比閾值，則執行步驟五；若地塊的長寬比不滿足長寬比閾值，則放棄識別；

所述長寬比閾值為1～4.5；

步驟五、使用概率霍夫變換或者LSD算法標記地塊長邊并得到長邊端點的坐標(x_i1,x_y1)和(x_i2,x_y2)；

步驟六、先使用步驟五長邊端點的坐標(x_i1,x_y1)和(x_i2,x_y2)，求得反正切函數值，然后把得到的弧度轉換為角度，得到地塊長邊的角度即為該地塊的作物行向角度。

2.根據權利要求1所述的一種基于地塊形態特征的農田作物行向遙感識別方法，其特征在于，所述步驟一中，影像的分辨率為10米或更低。

3.根據權利要求1所述的一種基于地塊形態特征的農田作物行向遙感識別方法，其特征在于，所述步驟二中，使用ArcGIS軟件對影像勾畫地塊矢量邊界，并將每個地塊的文件格式轉換為二值圖，使用開源計算機視覺庫OpenCV中的填充邊界函數填充二值圖的邊緣。

4.根據權利要求1所述的一種基于地塊形態特征的農田作物行向遙感識別方法，其特征在于，所述步驟二中，二值圖的每個邊緣各填充200行/列的亮度值為255的像素點。

5.根據權利要求1所述的一種基于地塊形態特征的農田作物行向遙感識別方法，其特征在于，所述步驟3.3)中，先使用OpenCV中的最小面積矩形擬合函數對地塊進行最小面積矩形擬合。

6.根據權利要求1所述的一種基于地塊形態特征的農田作物行向遙感識別方法，其特征在于，所述步驟四中，長寬比閾值為1.4。

7.根據權利要求1所述的一種基于地塊形態特征的農田作物行向遙感識別方法，其特征在于，所述步驟五中，概率霍夫變換的參數為，Rho為1，Theta為Threshold為20，MinLL為(160,250)，MaxLG為100。