一种卫星影像的耕地地块提取方法技术

本发明专利技术公开了一种卫星影像的耕地地块提取方法，包括：获取全色遥感图像和多光谱遥感图像；基于目视解译方法分割多光谱遥感图像，生成多个第一内部点集合；基于全色遥感图像构建T

【技术实现步骤摘要】
一种卫星影像的耕地地块提取方法


[0001]本专利技术涉及用于土地分割的图像处理
，具体涉及一种卫星影像的耕地地块提取方法。

技术介绍

[0002]卫星遥感技术在农作物分类识别和长势监测等方面发挥越来越重要的作用，传统的基于中低分辨率卫星影像的农作物提取方法多以基于像素的影像分类法为主，对地块边界信息无要求。但是随着卫星影像空间分辨率的提高，如何基于卫星影像准确提取地块边界成为未来农业发展中亟待解决的问题，解决这一问题可以为作物分类、作物生产状况监测、病虫害和营养诊断等信息的获取提供更精确的耕地地块矢量数据。
[0003]当前利用高分辨率卫星影像提取耕地地块信息的手段有：区域分割法、区域增长法、分水岭算法、监督分类法、均值漂移分割算法、多尺度组合聚合分割算法等。但是由于高分辨率卫星影像细节丰富，存在“同物异谱”和“同谱异物”现象，这对耕地边界提取准确率带来挑战。受灌溉方式、地形起伏等因素影响，很多时候耕地地块尺寸大小和形状都是不一致的，传统算法或多或少存在大量过分割和欠分割现象，很难把握分割尺度。并且传统算法只适用于特定的小面积农田区域，且算法计算复杂度高，一般在地块边界较弱区域会产生边界漏检现象。
[0004]因此，现有的高分辨率卫星影像提取耕地地块信息的方法均存在边界分割准确率低的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种卫星影像的耕地地块提取方法，通过改进图像检测方法，解决了现有的高分辨率卫星影像提取耕地地块信息的方法均存在边界分割准确率低的问题。/>[0006]为解决以上问题，本专利技术的技术方案为采用一种卫星影像的耕地地块提取方法，包括：S1：获取全色遥感图像和多光谱遥感图像；S2：基于目视解译方法分割所述多光谱遥感图像，生成多个第一内部点集合；S3：基于所述全色遥感图像构建 T-Snake模型的能量函数；S4：基于所述第一内部点集合提取所述全色遥感图像对应的第二内部点集合；S5：基于所述第二内部点集合、所述全色遥感图像和所述能量函数计算所述第二内部点集合对应的地块边界曲线；S6：重复步骤S4-S5直至遍历完所有第一内部点集合在所述全色遥感图像中对应的全部所述地块边界曲线，并基于全部所述地块边界曲线生成多个耕地地块图像。
[0007]可选地，所述S2包括：基于所述目视解译方法分割所述多光谱遥感图像，生成多个耕地地块轮廓；遍历全部所述耕地地块轮廓的内部点，构成多个所述耕地地块轮廓对应的所述第一内部点集合P＝{(x
n
，y
n
)|n＝1，2，...，N-1}，(x
n
，y
n
)为第n个地块的内部一点的坐标。
[0008]可选地，基于所述目视解译方法分割所述多光谱遥感图像生成多个耕地地块轮
廓，包括：基于所述多光谱遥感图像中的耕地地块与其他背景地物之间的形状色调纹理差异判断耕地区域，提取光谱遥感图像中纹理均一、色调统一的面状区域作为所述耕地区域；判断不同所述耕地区域之间是否存在分界线，若存在则分别提取它们的轮廓生成多个所述耕地地块轮廓，若不存在则基于多个所述耕地区域生成单个所述耕地地块轮廓。
[0009]可选地，所述S3包括：构建T-Snake模型下的闭合曲线函数S＝{V1，V2，...，V
m
} 表征所述全色遥感图像中的闭合曲线，其中，V
i
(x
i
，y
i
)为曲线节点，i＝1，2，...，m；基于所述闭合曲线函数构建所述能量函数其中，η、γ、λ为比例系数，C为当前的所述闭合曲线的几何中心，σ和δ分别是节点邻域在所述全色图像中的灰度标准差和极差，为节点V
i
的全色图像梯度。
[0010]可选地，所述S5包括：随机提取所述第二内部点集合中的坐标点(x
n
，y
n
)，并提取该坐标在上、下、左、右四个方向上相距为r的四个像素点顺时针顺序依次相连构建初始闭合曲线S
′
＝{(x
n
+r，y
n
，0)，(x
n
，y
n
+r，1)，(x
n-r，y
n
，2)，(x
n
，y
n-r，3)}，其中，每个节点的第三个属性代表节点的方向信息，即按顺时针顺序，向右为0，向下为1，向左为2，向上为3；遍历所述初始闭合曲线S
′
的节点序列，进行节点拆分后计算新节点坐标并插入所述初始闭合曲线S
′
的节点序列中并生成第二闭合曲线；遍历所述第二闭合曲线的节点序列，进行节点移动后更新节点序列中的节点坐标并生成第三闭合曲线；利用公式计算所述第三闭合曲线的能量值，并判断其是否小于最小曲线能量值E
min
，若是，则利用公式E
min
＝E
Shde
更新所述最小曲线能量值，并基于所述第三闭合曲线重复进行节点拆分和节点移动，直至更新后的闭合曲线的能量值大于所述最小曲线能量值，若所述第三闭合曲线的能量值大于所述最小能量函数值，则说明曲线已经到达地块目标边缘，输出所述第三闭合曲线作为所述第二内部点集合对应的地块边界曲线。
[0011]可选地，对所述初始闭合曲线S
′
的节点序列进行节点拆分包括：计算所述节点序列的每一点V
i
(x
i
，y
i
，z
i
)的相邻两个方向值θ1＝(z
i
＝0)？3：(z
i-1)和θ2＝(z
i
＝3)？0：(z
i
+1)，若满足z
i
＝0且x
i
＞x
i-1
、或满足z
i
＝1且y
i
＞y
i-1
、或满足 z
i
＝2且x
i
＜x
i-1
、或满足z
i
＝3且y
i
＜y
i-1
的条件，则说明方向θ1指向曲线外部，生成新节点坐标P1＝(x
i
，y
i
，θ1)，若满足z
i
＝0且x
i
＞x
i+1
、或满足z
i
＝1且y
i
＞y
i+1
、或满足z
i
＝2且x
i
＜x
i+1
、或满足z
i
＝3且y
i
＜y
i+1
的条件，则说明方向θ2指向曲线外部，生成新节点坐标P2＝(x
i
，y
i
，θ2)。
[0012]可选地，对所述第二闭合曲线的节点序列进行节点移动包括：对于所述节点序列的每一点V
i
(x<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星影像的耕地地块提取方法，其特征在于，包括：S1：获取全色遥感图像和多光谱遥感图像；S2：基于目视解译方法分割所述多光谱遥感图像，生成多个第一内部点集合；S3：基于所述全色遥感图像构建T-Snake模型的能量函数；S4：基于所述第一内部点集合提取所述全色遥感图像对应的第二内部点集合；S5：基于所述第二内部点集合、所述全色遥感图像和所述能量函数计算所述第二内部点集合对应的地块边界曲线；S6：重复步骤S4-S5直至遍历完所有第一内部点集合在所述全色遥感图像中对应的全部所述地块边界曲线，并基于全部所述地块边界曲线生成多个耕地地块图像。2.根据权利要求1所述的耕地地块提取方法，其特征在于，所述S2包括：基于所述目视解译方法分割所述多光谱遥感图像，生成多个耕地地块轮廓；遍历全部所述耕地地块轮廓的内部点，构成多个所述耕地地块轮廓对应的所述第一内部点集合。3.根据权利要求2所述的耕地地块提取方法，其特征在于，基于所述目视解译方法分割所述多光谱遥感图像生成多个耕地地块轮廓，包括：基于所述多光谱遥感图像中的耕地地块与其他背景地物之间的形状色调纹理差异判断耕地区域，提取光谱遥感图像中纹理均一、色调统一的面状区域作为所述耕地区域；判断不同所述耕地区域之间是否存在分界线，若存在则分别提取它们的轮廓生成多个所述耕地地块轮廓，若不存在则基于多个所述耕地区域生成单个所述耕地地块轮廓。4.根据权利要求3所述的耕地地块提取方法，其特征在于，所述S3包括：构建T-Snake模型下的闭合曲线函数S＝{V1，V2，...，V
m
}表征所述全色遥感图像中的闭合曲线，其中，V
i
(x
i
，y
i
)为曲线节点，i＝1，2，...，m；基于所述闭合曲线函数构建所述能量函数其中，η、γ、λ为比例系数，C为当前的所述闭合曲线的几何中心，σ和δ分别是节点邻域在所述全色图像中的灰度标准差和极差.为节点V
i
的全色图像梯度。5.根据权利要求4所述的耕地地块提取方法，其特征在于，所述S5包括：随机提取所述第二内部点集合中的坐标点(x
n
，y
n
)，并提取该坐标在上、下、左、右四个方向上相距为r的四个像素点顺时针顺序依次相连构建初始闭合曲线S
′
＝{(x
n
+r，y
n
，0)，(x
n
，y
n
+r，1)，(x
n-r，y
n
，2)，(x
n
，y
n-r，3)}，其中，每个节点的第三个属性代表节点的方向信息，即按顺时针顺序，向右为0，向下为1，向左为2，向上为3；遍历所述初始闭合曲线S
′
的节点序列，进行节点拆分后计算新节点坐标并插入所述初始闭合曲线S
′
的节点序列中并生成第二闭合曲线；遍历所述第二闭合曲线的节点序列，进行节点移动后更新节点序列中的节点坐标并生成第三闭合曲线；计算所述第三闭合曲线的能量值是否小于最小曲线能量值，若是，则更新所述最小曲线能量值，并基于所述第三闭合曲线重复进行节点拆分和节点移动，直至更新后的闭合曲线的能量值大于所述最小曲线能量值，若所述第三闭合曲线的能量值大于所述最小能量函
数值，则输出所述第三闭合曲线作为所述第二内部点集合对应的地块边界曲线。6.根据权利要求5所述的耕地地块提取方法，其特征在于，对所述初始闭合曲线S
′
的节点序列进行节点拆分包括：计算所述节点序列的每一点V

【专利技术属性】
技术研发人员：吕琪菲，韩宇韬，张至怡，陈爽，曹粕佳，刘意，
申请(专利权)人：四川航天神坤科技有限公司，
类型：发明
国别省市：