[發明專利]一種近海浮筏和深水養殖區的遙感提取方法

在審

• 申請號: 202211560583.4
• 申請日: 2022-12-07
• 公開（公告）號: CN116229254A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 劉培;于吉濤;張霖;凡仁福;葉茂松
• 申請（專利權）人: 海南熱帶海洋學院崖州灣創新研究院;海南省海洋與漁業科學院
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06V10/764;G06V10/77
• 代理公司: 西安鑫諾匯恩專利代理事務所(普通合伙) 61302
• 代理人: 何湘玲

本發明提供了一種近海浮筏和深水養殖區的遙感提取方法，包括以下操作步驟：S1、構建并優化深度隨機旋轉森林模型；S2、基于養殖區識別的遙感數據多特征提取。S1主要包括兩個方面：一是在特征組合隨機森林的基礎上，改進混合節點分裂，通過多輸入自適應模型提高森林規模；二是將多粒度掃描和深層級聯相結合，從多粒度掃描特征出發，通過并行的多個旋轉森林同時掃描，對空間結構和紋理屬性的上下文信息進行特征優化，將多粒度掃描的優化結果再進行多級串聯，以生成一個泛化能力強的深度隨機旋轉森林。本發明最大化挖掘了深度旋轉森林對高分辨率遙感影像中典型目標的識別能力，能夠提高海水養殖區域自動化識別的效率和精度。

技術領域

本發明涉及一種遙感影像提取方法，具體涉及一種近海浮筏和深水養殖區的遙感提取方法。

背景技術

水產養殖是典型的海岸帶人類活動。過去十幾年間，世界水產養殖業一直處于擴展狀態。據中華人民共和國農業農村部漁業漁政管理局2020年全國漁業經濟統計公報顯示，目前全國水產品產量6549.02萬噸同比增長2.86％。因此快速、精準提取近海浮筏養殖區域的分布和面積，對漁業管理部門合理規劃養殖用海、控制養殖密度、遏制養殖環境惡化、防治養殖病害提供決策信息和科學依據。

目前的研究成果表明，針對近海岸水色環境復雜問題，為準確提取復雜水色背景下近海岸浮筏水產養殖區域，對遙感影像空間分辨率提出了更高的要求。而針對更好的要求需要設計新的遙感信息提取方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種近海浮筏和深水養殖區的遙感提取方法，該方法充分利用深度級聯森林和旋轉森林的優勢，能夠高效、準確的提取近海水產浮筏養殖區域和深水養殖區域。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種近海浮筏和深水養殖區的遙感提取方法，其特征在于，包括以下操作步驟：

S1、輸入高分辨率遙感影像并提取紋理特征；

S2、提取局部自相關空間結構特征，建立空間上下文信息模型；

S3、根據多光譜信息的主成分變換和獨立成分變換，優化光譜特征；

S4、對于S1-S3中的紋理特征、空間結構特征和優化后光譜特征進行交叉采樣和稀疏表達重構，通過重復采樣、表達與重構產生新特征；

S5、構建深度級聯旋轉森林模型，并通過多粒度掃描、森林級聯并聯處理，對光譜特征、空間結構特征和紋理特征進行深度表達獲取影像中深層信息；

S6、在旋轉森林模型上在并聯基礎上逐級串聯遞進，使用深層次自適應的不斷迭代優化方式來更新旋轉森林模型，完成對遙感信息的高精度提取。

優選地，所述S1的具體方式為：

將小波變換改進為自適應多尺度變換，在數學形態學開、閉操作的基礎上提取不同尺度的數學形態學序列重建剖面，充分挖掘遙感影像紋理信息；具體算式為：

其中，式(1)和式(2)表示B對A的腐蝕和膨脹操作用集合論的表述，是數學形態學濾波填充操作的基礎，對于測量腐蝕和膨脹的數學模型如公式(3)和(4)所示，公式中S為標記圖像，T為模板圖像，當n＝0時，D(S)＝S,E(S)＝S，通過上述迭代來實現測量腐蝕和膨脹的數學形態學重建。

優選地，所述S2的具體方式為：

在空間自相關的基礎上，加強鄰域分析，改進局部空間自相關如下公式：