一种用图像表示土壤成分的方法技术

本发明专利技术公开了一种用图像表示土壤成分的方法，包括：获取目标地块的地理坐标信息；建立和高光谱图像对应的地块图像；重组所述地块图像到所述高光谱图像，形成所述高光谱图像上的临时高光谱图像；根据地块信息和采集点检测结果分组校正所述临时高光谱图像；和根据所述地块信息重组校正后的临时高光谱图像，形成校正后的高光谱图像。本发明专利技术通过重组所述地块图像到所述高光谱图像，形成所述高光谱图像上的临时高光谱图像，以及根据地块信息和采集点检测结果分组校正所述临时高光谱图像，可最终形成校正后的高光谱图像，从而达到以地块为中心校正高光谱图像的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种用图像表示土壤成分的方法
本专利技术涉及土壤成分
，具体涉及一种用图像表示土壤成分的方法。
技术介绍
土壤健康是农业的关键生产要素。土壤成分的变化直接影响农作物产量和生态环境，尤其是水环境和大气质量。对土壤成分的了解是管理，维持和改善土壤肥力和农业生产力的关键。有效的检测土壤成分、掌握土壤变化趋势是耕地保护与监管的必要手段。目前土壤检测的方法多根据采集样本点，通过化学方法或物理化学方法进行实验室检测然后出具检测报告。土壤成分的变化只能通过长期监测固定采集点，根据实验室出具的历次检测报告形成对土壤成分变化趋势的分析。该方法难以比较不同区域的土壤变化趋势，也难以比较同一区域里种植不同农作物的地块之间的土壤变化趋势。目前高光谱遥感技术通过卫星，飞机，无人机，移动车载设备等对土壤进行高效率扫描形成高光谱图像，从而用图像以面带点的表示土壤成分及其变化趋势的方法已有许多案例。高光谱遥感技术通常是对大面积区域进行一次性扫描，并不能只针对某一面积有限的目标地块进行扫描。高光谱遥感技术根据要表现的土壤成分确定特征光谱波段和像素值，并结合能量综合分析最终解析土壤中该成分的含量。该技术受遥感时的季节，天气，环境，和日照时间等因素的影响，采集结果需要进行偏差校正。而最重要的校正依据是与所检测的土壤成分的“标准值”进行标定。土壤成分标准值通过传统的土壤定点采集和实验室检测获取，也可通过其他快速检测方法获取。需要强调的是“标准值”只能依据所检测地块的土壤采集样本的检测值，该操作独立于高光谱遥感过程。一个高光谱扫描区域可包含多个地块，并且每个地块因农作物或农事操作不同而具有不同特征，相邻地块的土壤成分并不必然相同。因此如何有效的校正高光谱遥感图像以正确反映特定地块的土壤成分，即根据感兴趣区域ROI(RegionofInterest)动态校正图像，是利用高光谱反射图像反应土壤成分的关键。目前普遍应用的地理信息系统(GeographicInformationSystem)根据地理位置信息(经纬度和海拔高度)将不同数据，比如地形、建筑、植被等叠加组合生成图像并可视化。但该系统并未提供根据感兴趣区域动态校正图像的方法。土壤中的化学物理成分，比如氮、磷、钾、有机质、pH值、电导率(EC)、重金属(汞、铅、镉、铬、砷、锌、铜、镍等)含量均可以通过高光谱(特定波段)反射率和像素值(DN，DigitalNumber)值表示，因此高光谱反射图像可以反映土壤的化学物理成分，通常可以通过卫星，飞机，或无人机航拍或扫描获得。由于采用自然光源，高光谱图像容易受到采集季节、环境、日照时间等因素影响，需要地表一定数量采集点的土样检测数据进行偏差校正才有实际应用价值。由于高光谱图像的采集方式独立于地块边界和地块信息，使得根据地块提供的采集点检测结果很难对包含该地块的高光谱图像提供精准的偏差校正。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种用图像表示土壤成分的方法，以解决现有技术不能根据感兴趣区域进行图像动态校正的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：根据本专利技术，提供了一种用图像表示土壤成分的方法，包括：获取目标地块的地理坐标信息；建立和高光谱图像对应的地块图像；重组所述地块图像到所述高光谱图像，形成所述高光谱图像上的临时高光谱图像；根据地块信息和采集点检测结果分组校正所述临时高光谱图像；和根据所述地块信息重组校正后的临时高光谱图像，形成校正后的高光谱图像。进一步地，获取目标地块的地理坐标信息包括两个途径，一种为根据高清卫星图像，通过可编辑多边形工具勾画出地块，获得一组带有经纬度的多边形顶点；另一种为从地方自然资源管理部门获取目标地块的地理坐标信息。进一步地，从地方自然资源管理部门获取目标地块的地理坐标信息具体为以行政数据为依据，通过地理编码引擎，将地理参照与位置坐标联系起来，再转换成多边形；经过矢量数据纠偏，获得和地图经纬度相对应的地块位置信息。进一步地，所述地理参照包括地址和邮编，所述位置坐标包括经度和纬度。进一步地，所述校正后的高光谱图像包括背景高光谱图像，所述背景高光谱图像为不需要进行偏差校正的部分。进一步地，所述临时高光谱图像包括像素值为0的背景图像和感兴趣光谱图像，所述感兴趣光谱图像为感兴趣区域内的所有像素点组成。进一步地，根据所述地块信息重组校正后的临时高光谱图像，形成校正后的高光谱图像具体为根据地块信息的类型来形成。进一步地，同种类型的地块信息根据种植的农作物和农事操作的异同判定，种植的农作物和农事操作相同即为同种类型的地块信息。进一步地，高光谱图像映射对准地块信息的图像后，描述地块形状的多边形直接映射到高光谱图像，形成高光谱图像上的感兴趣区域。进一步地，像素值为0的背景图像为空白图像。本专利技术具有如下优点：本专利技术通过重组所述地块图像到所述高光谱图像，形成所述高光谱图像上的临时高光谱图像，以及根据地块信息和采集点检测结果分组校正所述临时高光谱图像，可最终形成校正后的高光谱图像，从而达到以地块为中心校正高光谱图像的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为根据一示范性实施例示出的一种高光谱图像反映土壤成分的方法流程示意图；图2为结合地图显示地块及地块之间土壤由于种植物不同而产生的不同类型的结构示意图；图3为两个不同采集方法成像后像素点坐标系关系的示意图；图4为非线性两维差分法图解的示意图；图5为高光谱图像中的感兴趣区域(地块)的示意图；图6为根据地块类别重组的背景(像素点)为0的临时图像的示意图。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，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做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。根据本专利技术实施例，提供了一种用图像表示土壤成分的方法，如图1至图6所示，包括：S11、获取目标地块的地理坐标信息；S12、建立和高光谱图像对应的地块图像；S13、重组所述地块图像到所述高光谱图像，形成所述高光谱图像上的临时高光谱图像；S14、根据地块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用图像表示土壤成分的方法，其特征在于，包括：/n获取目标地块的地理坐标信息；/n建立和高光谱图像对应的地块图像；/n重组所述地块图像到所述高光谱图像，形成所述高光谱图像上的临时高光谱图像；/n根据地块信息和采集点检测结果分组校正所述临时高光谱图像；/n和根据所述地块信息重组校正后的临时高光谱图像，形成校正后的高光谱图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种用图像表示土壤成分的方法，其特征在于，包括：
获取目标地块的地理坐标信息；
建立和高光谱图像对应的地块图像；
重组所述地块图像到所述高光谱图像，形成所述高光谱图像上的临时高光谱图像；
根据地块信息和采集点检测结果分组校正所述临时高光谱图像；
和根据所述地块信息重组校正后的临时高光谱图像，形成校正后的高光谱图像。


2.根据权利要求1所述的一种用图像表示土壤成分的方法，其特征在于，获取目标地块的地理坐标信息包括两个途径，一种为根据高清卫星图像，通过可编辑多边形工具勾画出地块，获得一组带有经纬度的多边形顶点；另一种为从地方自然资源管理部门获取目标地块的地理坐标信息。


3.根据权利要求2所述的一种用图像表示土壤成分的方法，其特征在于，从地方自然资源管理部门获取目标地块的地理坐标信息具体为以行政数据为依据，通过地理编码引擎，将地理参照与位置坐标联系起来，再转换成多边形；经过矢量数据纠偏，获得和地图经纬度相对应的地块位置信息。


4.根据权利要求3所述的一种用图像表示土壤成分的方法，其特征在于，所述地理参照包括地址和邮编，所述位置坐标包括经度和纬度。

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【专利技术属性】
技术研发人员：方彦，莫争春，
申请(专利权)人：北京山水云图科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11