基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法及装置，方法包括：获取甘蔗地块的图斑矢量图及DME栅格数据；根据DME栅格数据获取图斑矢量图的坡度均值；根据坡度均值与坡度阈值将甘蔗地块的图斑矢量图分为平地地块和坡度地块；获取平地地块的面积；将坡度地块进行微面元分解成多个相互邻接的平面小面元，获取平面小面元的面积，将多个平面小面元的面积相加获取坡度地块的面积；将两个地块的面积相加获取甘蔗地块的面积。本发明专利技术根据遥感获取的平面范围矢量，结合高精度数字高程模型进行甘蔗地块的地形判断，通过重要地形和边界特征的提取，实现甘蔗真实种植面积的快速拟合计算，为政策制订和生产管理决策提供准确的数据支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及甘蔗种植支撑领域，特别涉及一种基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法及装置。
技术介绍
甘蔗是我国重要的糖料作物，主要分布于我国广西、云南、海南和广东等南方省份，其中广西的甘蔗种植面积及蔗糖产量长期以来均占全国60％以上，位居全国首位。近年来甘蔗种植出现较大幅度波动，准确掌握甘蔗种植面积和变化状况对于政府决策及糖企生产管理具有重大意义。当前，遥感技术已成为甘蔗种植面积监测的有力手段，然而以往遥感面积监测获取的大多是平面投影面积，在旱坡地广泛分布的甘蔗产区，这种忽略地形起伏变化的面积计算方式可能会导致较大的误差。现有的遥感甘蔗种植面积信息提取是基于各种分类方法对遥感影像进行分类，尔后对分类图像进行专题信息的矢量化得到。由于卫星遥感影像是地物在二维平面上的映射，因此基于影像分类获得的甘蔗矢量图斑也是其真实种植面积在二维平面上的投影。而直接采用二维投影面积作为实际种植面积，未考虑图斑的地形变化情况，在旱坡地甘蔗种植广泛的甘蔗主产区，这种面积计算方式会导致结果存在较大误差。在目前遥感甘蔗种植面积提取研究中还未发现考虑地表起伏的甘蔗真实面积获取方法。地形起伏拟合等相关技术多出现在三维建模、三维可视化等计算机
，强调机器视觉展示效果，在作物种植面积相关计算中并不多见。地形起伏拟合可看作是曲面面积计算的一种，目前曲面面积计算一般是基于多项式的函数积分拟合方法，首先利用多项式对特定方向的某一地形断面的曲线形状进行拟合，然后在垂直断面方向对该函数进行积分计算，从而得到曲面面积。基于函数拟合积分的曲面面积方法虽然具有简单方便的特点，但其存在以下缺点：基于函数积分的曲面拟合适用于地形较为固定，变化不大的小区域，当区域较大或地形复杂时，多项式函数难以准确表达多变的地形表面，会给结果带来较大误差；由于DEM格网具有较多的数据冗余，图斑对象内地形剖面线的函数拟合、优化和积分需要耗费大量计算资源和运算时间，当图斑对象数量较大时，计算效率低下。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法及装置，从而克服传统作物种植面积计算方式效率低下，结果带来较大误差的缺点。为实现上述目的，根据本专利技术一方面，本专利技术提供了一种基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法，包括：S100：获取甘蔗地块的图斑矢量图以及DME栅格数据；S101：根据所述DME栅格数据获取所述图斑矢量图的坡度均值；根据所述坡度均值与坡度阈值将所述甘蔗地块的图斑矢量图分为平地地块和坡度地块；S102：获取所述平地地块的面积；S103：将所述坡度地块进行微面元分解成多个相互邻接的平面小面元，获取所述平面小面元的面积，将多个所述平面小面元的面积相加以获取所述坡度地块的面积；以及S104：将所述平地地块和所述坡度地块的面积相加获取所述甘蔗地块的面积。优选地，上述技术方案中，步骤102具体包括：对所述平地地块形成的多边形进行任意一点与该多边形的每条边构成的多个三角形依次面积求和。优选地，上述技术方案中，步骤S103具体包括：将所述坡度地块的多个水平面投影按地形特征点分为相互邻接的多个平面小面元；根据所述平面小面元的顶点高程建立三维空间坐标，获取所述平面小面元的面积。优选地，上述技术方案中，对所述平面小面元内的地形特征点进行三角剖分，然后对所述平面小面元形成的多边形进行三角剖分；获取所述平面小面元进行三角剖分后每个三角形的面积，从而获取所述平面小面元的面积。为实现上述目的，根据本专利技术一方面，提供了一种基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的装置，包括：数据获取模块：获取甘蔗地块的图斑矢量图以及DME栅格数据；地块分解模块：根据所述DME栅格数据获取所述图斑矢量图的坡度均值；根据所述坡度均值与坡度阈值将所述甘蔗地块的图斑矢量图分为平地地块和坡度地块；第一计算模块：获取所述平地地块的面积；第二计算模块：将所述坡度地块进行微面元分解成多个相互邻接的平面小面元，获取所述平面小面元的面积，将多个所述平面小面元的面积相加以获取所述坡度地块的面积；以及第三计算模块：将所述平地地块和所述坡度地块的面积相加获取所述甘蔗地块的面积。优选地，上述技术方案中，所述第一计算模块具体包括：对所述平地地块形成的多边形进行任意一点与该多边形的每条边构成的多个三角形依次面积求和。优选地，上述技术方案中，所述第二计算模块具体包括：将所述坡度地块的多个水平面投影按地形特征点分为相互邻接的多个平面小面元；根据所述平面小面元的顶点高程建立三维空间坐标，获取所述平面小面元的面积。优选地，上述技术方案中，对所述平面小面元内的地形特征点进行三角剖分，然后对所述平面小面元形成的多边形进行三角剖分；获取所述平面小面元进行三角剖分后每个三角形的面积，从而获取所述平面小面元的面积。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术根据遥感获取的平面范围矢量，结合高精度数字高程模型(DEM)进行甘蔗地块的地形判断，并通过重要地形和边界特征的提取，实现甘蔗真实种植面积的快速拟合计算，为政策制订和生产管理决策提供准确的数据支持。附图说明图1是根据本专利技术基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法的流程图。图2是根据本专利技术多边形面积计算的示意图。图3是根据本专利技术坡面地块分解的示意图。图4-1是根据本专利技术地形特征提取点的示意图。图4-2是根据本专利技术地形特征点的Delaunay三角剖分的示意图。图4-3是根据本专利技术剖分后进行边缘处理的示意图。图4-4是根据本专利技术地块微面元化的示意图。图5是根据本专利技术Delaunay三角网的空圆特性示意图。图6是根据本专利技术最大化最小角特性示意图。图7是根据本专利技术LOP优化过程示意图。图8是根据本专利技术微面元拟合面积计算示意图。图9是根据本专利技术三角形从平面投影至三维空间的边长换算示意图。图10是根据本专利技术基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的装置的结构图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的组成部分，而并未排除其它组成部分。本实施例提出一种顾及地形特征的甘蔗真实种植面积计算方法，根据遥感获取的平面范围矢量，结合高精度数字高程模型(DEM)进行甘蔗地块的地形判断，并通过重要地形和边界特征的提取，实现甘蔗真实种植面积的快速拟合计算。图1显示了根据本专利技术优选实施方式的一种基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法，包括：S100：获取甘蔗地块的图斑矢量图以及DME栅格数据；DEM栅格数据为高精度DME栅格数据；S101：根据DME栅格数据获取图斑矢量图的坡度均值；根据坡度均值与预设的坡度阈值(如坡度阈值Slope>2°)将甘蔗地块的图斑矢量图分为平地地块和坡度地块；S102：获取平地地块的面积；S103：将坡度地块进行微面元分解成多个相互邻接的平面小面元，获取平面小面元的面积，将多个平面小面元的面积相加以获取坡度地块的面积；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法，其特征在于，包括：S100：获取甘蔗地块的图斑矢量图以及DME栅格数据；S101：根据所述DME栅格数据获取所述图斑矢量图的坡度均值；根据所述坡度均值与坡度阈值将所述甘蔗地块的图斑矢量图分为平地地块和坡度地块；S102：获取所述平地地块的面积；S103：将所述坡度地块进行微面元分解成多个相互邻接的平面小面元，获取所述平面小面元的面积，将多个所述平面小面元的面积相加以获取所述坡度地块的面积；以及S104：将所述平地地块和所述坡度地块的面积相加获取所述甘蔗地块的面积。

【技术特征摘要】
1.一种基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法，其特征在于，包括：S100：获取甘蔗地块的图斑矢量图以及DME栅格数据；S101：根据所述DME栅格数据获取所述图斑矢量图的坡度均值；根据所述坡度均值与坡度阈值将所述甘蔗地块的图斑矢量图分为平地地块和坡度地块；S102：获取所述平地地块的面积；S103：将所述坡度地块进行微面元分解成多个相互邻接的平面小面元，获取所述平面小面元的面积，将多个所述平面小面元的面积相加以获取所述坡度地块的面积；以及S104：将所述平地地块和所述坡度地块的面积相加获取所述甘蔗地块的面积。2.根据权利要求1所述的基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法，其特征在于，步骤102具体包括：对所述平地地块形成的多边形进行任意一点与该多边形的每条边构成的多个三角形依次面积求和。3.根据权利要求1所述的基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法，其特征在于，步骤S103具体包括：将所述坡度地块的多个水平面投影按地形特征点分为相互邻接的多个平面小面元；根据所述平面小面元的顶点高程建立三维空间坐标，获取所述平面小面元的面积。4.根据权利要求3所述的基于遥感影像获取起伏地表甘蔗种植面积的方法，其特征在于，对所述平面小面元内的地形特征点进行三角剖分，然后对所述平面小面元形成的多边形进行三角剖分；获取所述平面小面元进行三角剖分后每个三角形的面积，从而获取所述平面小面元的面积。5.一种基于遥...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃泽林，黄启厅，曾志康，李宇翔，兰宗宝，骆剑承，陆宇明，谢国雪，
申请(专利权)人：覃泽林，广西壮族自治区农业科学院农业科技信息研究所，
类型：发明
国别省市：广西;45