一种基于高分辨率遥感数据纹理分析的制种玉米识别方法技术

本发明专利技术提供一种基于高分辨率遥感数据纹理分析的制种玉米识别方法，获取目标检测区中玉米在整个生育期的中分辨率遥感影像及抽雄期的高分辨率遥感影像；预处理遥感影像；根据预处理后的生育期的中分辨率遥感影像的增强型植被指数，识别目标检测区中的全部玉米田块；提取预处理后的抽雄期的高分辨率遥感影像中的全部玉米田块的纹理信息，在全部玉米田块中识别出制种玉米田块。本发明专利技术实现了对制种玉米和大田玉米的非人工区分，其识别结果准确、快速且可靠；实现了对制种玉米田的有效监控，进而有效制止针对玉米的私繁滥制等违法制种行为，保证了玉米种植行业的秩序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应用于农业的遥感影像处理技术，具体涉及一种基于高分辨率遥感数据纹理分析的制种玉米识别方法。
技术介绍
保证粮食安全，首先必须保证粮食种子安全。在玉米已成为我国第一大粮食作物的背景下，加强玉米制种基地的建设，成为农业生产的重中之重。2012年我国杂交玉米制种面积达410万亩，每年生产需要9亿公斤左右的杂交玉米种子，准确掌握杂交玉米和水稻等农作物的制种面积与产量是确保供种安全的基础；尤其是在玉米田中将制种玉米从大田玉米中区分开来，更是重中之重，而识别农作物的方法通常为单一时相的光谱分类方法，虽然能较好的识别出国家土地利用现状中的一级地类，但无法对于具有类似的物候特征且生物量相近的制种玉米和大田玉米进行区分。目前对制种玉米的识别的最常用手段为人工调查与逐级上报，效率低、人工成本高且时效性差；同时这种常规手段难以及时监控针对玉米的私繁滥制等违法制种行为，严重扰乱了行业秩序，也无法保证制种玉米识别的准确性。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种基于高分辨率遥感数据纹理分析的制种玉米识别方法，实现了对制种玉米和大田玉米的非人工区分，其识别结果准确、快速且可靠；实现了对制种玉米田的有效监控，进而有效制止针对玉米的私繁滥制等违法制种行为，保证了玉米种植行业的秩序。本专利技术提供了一种基于高分辨率遥感数据纹理分析的制种玉米识别方法，制种玉米与大田玉米均种植在目标检测区中，所述识别方法包括：获取所述目标检测区中玉米在整个生育期的中分辨率遥感影像及抽雄期的高分辨率遥感影像；预处理所述遥感影像；根据预处理后的所述生育期的中分辨率遥感影像的增强型植被指数，识别所述目标检测区中的全部玉米田块；提取预处理后的所述抽雄期的高分辨率遥感影像中的全部玉米田块的纹理信息，在全部所述玉米田块中识别出制种玉米田块。进一步的，所述获取所述目标检测区中玉米在整个生育期的中分辨率遥感影像及抽雄期的高分辨率遥感影像，包括：获取所述目标检测区中玉米在生育期的多相时高分一号多光谱影像及所述目标检测区中玉米在抽雄期的单时相高分二号全色波段影像。进一步的，所述预处理所述遥感影像，包括：对所述高分一号多光谱影像中数据进行辐射定标、大气校正及几何校正的预处理操作；对所述高分二号全色波段影像进行影像配准及影像裁剪的预处理操作；对预处理后的所述高分一号多光谱影像及所述高分二号全色波段影像进行面向对象的多尺度分割。进一步的，所述根据预处理后的所述生育期的中分辨率遥感影像的增强型植被指数，识别所述目标检测区中的全部玉米田块，包括：获取切割后的所述高分一号多光谱影像的增强型植被指数；建立所述增强型植被指数的时序集；根据所述时序集，建立所述目标检测区的分类规则；根据所述分类规则，利用阈值法识别出所述目标检测区中的全部玉米田块。进一步的，所述提取预处理后的所述高分辨率遥感影像中的全部玉米田块的纹理信息，在全部所述玉米田块中识别出制种玉米田块，包括：检测预处理后的所述高分二号全色波段影像中全部玉米田块的纹理信息；根据处于抽雄期的所述制种玉米田块与大田玉米田块的纹理差异，在全部所述玉米田块中识别出制种玉米田块。进一步的，所述对所述高分一号多光谱影像中数据进行辐射定标、大气校正及几何校正的预处理操作，包括：对所述高分一号多光谱影像中数据进行辐射定标，得到辐亮度Lλ：Lλ＝DN(Kband/Δλband)(1)式(1)中，DN表示给定波段的数字值，Kband表示给定波段的绝对辐射定标因子，Δλband表示给定波段的有效波段宽；用FLAASH模型对所述高分一号多光谱影像中数据进行大气校正；用二次多项式模型对所述高分一号多光谱影像中数据进行几何校正。进一步的，所述获取切割后的所述高分一号多光谱影像的增强型植被指数，包括：根据各波段的反射率、大气修正红光校正参数、大气修正蓝光校正参数及土壤调节参数，获取切割后的所述高分一号多光谱影像的增强型植被指数EVI：EVI＝G(ρNIR-ρRED)/(ρNIR+C1ρRED-C2ρBLUE+L)(2)式(2)中，L表示土壤调节参数，C1表示大气修正红光校正参数，C2表示大气修正蓝光校正参数，ρBLUE、ρRED及ρNIR分别表示蓝色、红色及近红外波段的反射率。进一步的，所述根据时序集，建立所述目标检测区的分类规则，包括：根据地类间的光谱差异，绘制不同地类的EVI时序曲线；根据各地类的所述EVI时序曲线，建立所述目标检测区的分类规则。进一步的，所述检测预处理后的所述高分二号全色波段影像中全部玉米田块的纹理信息，包括：用Sobel边缘检测算法设定梯度阈值，检测并提取所述高分二号全色波段影像中全部玉米田块的直线型纹理信息。进一步的，所述根据处于抽雄期的所述制种玉米田块与大田玉米田块的纹理差异，在全部所述玉米田块中识别出制种玉米田块，包括：根据所述梯度阈值用Hough变换连接共线的断裂点和断裂线段；根据处于抽雄期的所述制种玉米田块与大田玉米田块的纹理差异，将全部所述玉米田块中的线段数量大于所述梯度阈值的识别为制种玉米田块。由上述技术方案可知，本专利技术提供的一种基于高分辨率遥感数据纹理分析的制种玉米识别方法，实现了对制种玉米和大田玉米的非人工区分，其识别结果准确、快速且可靠；实现了对制种玉米田的有效监控，进而有效制止针对玉米的私繁滥制等违法制种行为，保证了玉米种植行业的秩序；利用光谱变化信息，准确的区分不同作物；面向对象的分类方法克服了基于像素分类结果破碎化的现象；针对制种玉米与大田玉米在高分辨率数据中纹理结构的差异，利用图像处理中的纹理分析方法，克服了基于光谱差异同种作物识别的局限性，提供了更加客观、高效、经济的识别制种玉米田的技术方法。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一种基于高分辨率遥感数据纹理分析的制种玉米识别方法的流程图；图2为本专利技术的方法中的步骤101的流程示意图；图3为本专利技术的方法中的步骤102的流程示意图；图4为本专利技术的方法中的步骤103的流程示意图；图5为本专利技术的方法中的步骤302的流程示意图；图6为本专利技术的方法中的步骤401的流程示意图；图7为本专利技术的具体应用例中识别方法的流程示意图；图8为本专利技术的具体应用例中识别方法的具体展开流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供了一种基于高分辨率遥感数据纹理分析的制种玉米识别方法，制种玉米与大田玉米均种植在目标检测区中，具体步骤如下：100、获取目标检测区中玉米在整个生育期的中分辨率遥感影像及抽雄期的高分辨率遥感影；数据处理中心定时向卫星发送请求，并接收多时相国产卫星高分一号宽幅相机(WFV)返回的目标检测区中玉米在生育期的多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高分辨率遥感数据纹理分析的制种玉米识别方法，制种玉米与大田玉米均种植在目标检测区中，其特征在于，所述识别方法包括：获取所述目标检测区中玉米在整个生育期的中分辨率遥感影像及抽雄期的高分辨率遥感影像；预处理所述遥感影像；根据预处理后的所述生育期的中分辨率遥感影像的增强型植被指数，识别所述目标检测区中的全部玉米田块；提取预处理后的所述抽雄期的高分辨率遥感影像中的全部玉米田块的纹理信息，在全部所述玉米田块中识别出制种玉米田块。

【技术特征摘要】
1.一种基于高分辨率遥感数据纹理分析的制种玉米识别方法，制种玉米与大田玉米均种植在目标检测区中，其特征在于，所述识别方法包括：获取所述目标检测区中玉米在整个生育期的中分辨率遥感影像及抽雄期的高分辨率遥感影像；预处理所述遥感影像；根据预处理后的所述生育期的中分辨率遥感影像的增强型植被指数，识别所述目标检测区中的全部玉米田块；提取预处理后的所述抽雄期的高分辨率遥感影像中的全部玉米田块的纹理信息，在全部所述玉米田块中识别出制种玉米田块。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标检测区中玉米在整个生育期的中分辨率遥感影像及抽雄期的高分辨率遥感影像，包括：获取所述目标检测区中玉米在生育期的多相时高分一号多光谱影像及所述目标检测区中玉米在抽雄期的单时相高分二号全色波段影像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预处理所述高分辨率遥感影像，包括：对所述高分一号多光谱影像中数据进行辐射定标、大气校正及几何校正的预处理操作；对所述高分二号全色波段影像进行影像配准及影像裁剪的预处理操作；对预处理后的所述高分一号多光谱影像及所述高分二号全色波段影像进行面向对象的多尺度分割。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预处理后的所述生育期的中分辨率遥感影像的增强型植被指数，识别所述目标检测区中的全部玉米田块，包括：获取切割后的所述高分一号多光谱影像的增强型植被指数；建立所述增强型植被指数的时序集；根据所述时序集，建立所述目标检测区的分类规则；根据所述分类规则，利用阈值法识别出所述目标检测区中的全部玉米田块。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述提取预处理后的所述高分辨率遥感影像中的全部玉米田块的纹理信息，在全部所述玉米田块中识别出制种玉米田块，包括：检测预处理后的所述高分二号全色波段影像中全部玉米田块的纹理信息；根据处于抽雄期的所述制种玉米田块与大田玉米田块的纹理差异，在全部所述玉米田块中识别出制种玉米田块。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，金虹杉，刘佳佳，刘哲，孙海艳，宁明宇，黄健熙，朱德海，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11