一种无人机影像亚田块边界提取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种无人机影像亚田块边界提取方法及装置，方法包括：对第二无人机影像进行多尺度分割，生成至少一个子影像；基于每个子影像的植被高程信息、每个子影像的空间特征和每个子影像的光谱特征对子影像进行分类，创建植被类影像集和裸土类影像集；将植被类影像集中的子影像进行影像合并，并将裸土类影像集中的子影像进行影像合并后，共同构成亚农田田块影像；确定亚农田田块影像相关的初始亚农田边界。本发明专利技术通过多时像无人机影像的数字表面模型获取到植被高程信息，并将植被高程信息作为主要的特征，结合光谱特征和空间特征对分割后的子影像进行分类，从而生成农田亚田块影像，可以有效地实现对亚田块边界的提取。可以有效地实现对亚田块边界的提取。可以有效地实现对亚田块边界的提取。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机影像亚田块边界提取方法及装置


[0001]本专利技术涉及农业遥感
，尤其涉及一种无人机影像亚田块边界提取方法及装置。

技术介绍

[0002]“精准农业”是基于农田作物和环境的空间差异性，通过各种技术获取农田不同单元的基础信息，进而实现农田优化管理。农田基础信息是实施“精准农业”最重要的基础数据，其中农田边界空间分布信息的获得，可辅助精准耕作的农资投入、农机调度等。然而传统的人工数字化方法来提取田块边界不仅费时费力，而且需要解译人员具有丰富的专业知识，而近年来随着高空间分辨率卫星的不断增加，利用高分辨率卫星影像进行田块边界提取研究不断增加。
[0003]利用高空间分辨率卫星影像进行田块边界提取主要应用在田块外围边界提取，监测作物的分布和面积。而平原地区农田内部还存在田埂，划分有亚田块，由于相邻地块田埂宽度较窄，则需厘米级分辨率影像进行亚田块边界的提取，而厘米级卫星影像属于商业数据，需购买使用并且价格昂贵，无人机低成本、机动灵活并且可以获取厘米级分辨率影像，已被广泛应用于各种研究。
[0004]目前大多数研究都是利用光谱信息与纹理特征进行农田地块边界提取，难以实现对农田的亚田块边界进行有效地提取。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种无人机影像亚田块边界提取方法与装置，用以解决现有技术中难以实现对农田亚田块边界进行有效地提取的问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种无人机影像亚田块边界提取方法，包括：基于第一无人机影像的数字表面模型和第二无人机影像的数字表面模型，获取目标农田区域的植被高程信息；对所述第二无人机影像进行多尺度分割，生成至少一个子影像；基于每个所述子影像的植被高程信息、每个所述子影像的空间特征和每个所述子影像的光谱特征对所有子影像进行分类，创建植被类影像集和裸土类影像集；将所述植被类影像集中的所有子影像进行影像合并，并将所述裸土类影像集中的所有子影像进行影像合并后，共同构成农田亚田块影像；确定所述农田亚田块影像相关的初始农田亚田块边界；所述第一无人机影像为所述目标农田区域在裸露时期的数字正射影像图，所述第二无人机影像为所述目标农田区域在植被覆盖时期的数字正射影像图。
[0007]根据本专利技术提供的一种无人机影像亚田块边界提取方法，在确定所述农田亚田块影像相关的初始农田亚田块边界后，还包括：对所述亚农田田块影像进行二值化处理以生成二值化图像；对所述二值化图像进行霍夫变换，以获取所述二值化图像中的所有边界直线；延长每条所述边界直线，并提取所有延长后的边界直线的相交部分作为亚农田边界。
[0008]根据本专利技术提供的一种无人机影像亚田块边界提取方法，对所述二值化图像进行
霍夫变换，以获取所述二值化图像中的所有边界直线，包括：
[0009]将所述二值化图像从x
‑
y平面空间转到a
‑
b参数空间中；
[0010]所述a
‑
b参数空间中的直线与所述x
‑
y平面空间中的点一一对应；
[0011]根据在所述a
‑
b参数空间中通过点(a,b)的多条直线，确定在所述x
‑
y平面空间中的多个端点；
[0012]依次连接多个所述端点生成所述边界直线。
[0013]根据本专利技术提供的一种无人机影像亚田块边界提取方法，对所述第二无人机影像进行多尺度分割，生成至少一个子影像，包括：基于Canny边缘检测算子，利用预先设置的分割参数对所述第二无人机影像进行分割，以生成至少一个子影像；所述分割参数包括：分割尺度、形状因子以及紧致度因子。
[0014]根据本专利技术提供的一种无人机影像亚田块边界提取方法，所述基于第一无人机影像的数字表面模型和第二无人机影像的数字表面模型，获取目标农田区域的植被高程信息，包括：基于所述第一无人机影像的数字表面模型和第二无人机影像的数字表面模型的差值，确定所述植被高程信息；所述第一无人机影像的数字表面模型包括裸土高程信息和田埂高程信息；所述第二无人机影像的数字表面模型包括植被覆盖区高程信息和田埂高程信息。
[0015]根据本专利技术提供的一种无人机影像亚田块边界提取方法，在基于第一无人机影像的数字表面模型和第二无人机影像的数字表面模型，获取目标农田区域的植被高程信息之前，还包括：分别获取目标农田区域的第一初始影像数据和第二初始影像数据；采用双线性内插法分别对第一初始影像数据和第二初始影像数据进行重采样；基于重采样后的第一初始影像数据获取第一无人机影像的数字表面模型；基于重采样后的第二初始影像数据获取第二无人机影像的数字表面模型。
[0016]根据本专利技术提供的一种无人机影像亚田块边界提取方法，在根据所述边界直线的斜率延长所述边界直线，并提取相交的直线，以获取亚农田边界后，还包括：将所述亚农田边界转化为矢量文件，进行遥感制图，并在平台展示。
[0017]第二方面，本专利技术还提供一种无人机影像亚田块边界提取装置，包括：第一模块，用于基于第一无人机影像的数字表面模型和第二无人机影像的数字表面模型，获取目标农田区域的植被高程信息；
[0018]第二模块，用于对所述第二无人机影像进行多尺度分割，生成至少一个子影像；
[0019]第三模块，用于基于每个所述子影像的植被高程信息、每个所述子影像的空间特征和每个所述子影像的光谱特征对所有子影像进行分类，创建植被类影像集和裸土类影像集；
[0020]第四模块，用于将所述植被类影像集中的所有子影像进行影像合并，并将所述裸土类影像集中的所有子影像进行影像合并后，共同构成亚农田田块影像；
[0021]第五模块，用于确定所述农田亚田块影像相关的初始农田亚田块边界；
[0022]所述第一无人机影像为所述目标农田区域在裸露时期的数字正射影像图，所述第二无人机影像为所述目标农田区域在植被覆盖时期的数字正射影像图。
[0023]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述无人机
影像亚田块边界提取方法的步骤。
[0024]第四方面，本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述无人机影像亚田块边界提取方法的步骤。
[0025]本专利技术提供的无人机影像亚田块边界提取方法及装置，通过多时相无人机影像的数字表面模型获取到植被高程信息，并将植被高程信息作为主要的特征，结合光谱特征和空间特征对分割后的子影像进行分类，从而生成亚农田田块影像，可以有效地实现对亚田块边界的提取。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术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地介绍，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。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机影像亚田块边界提取方法，其特征在于，包括：基于第一无人机影像的数字表面模型和第二无人机影像的数字表面模型，获取目标农田区域的植被高程信息；对所述第二无人机影像进行多尺度分割，生成至少一个子影像；基于每个所述子影像的植被高程信息、每个所述子影像的空间特征和每个所述子影像的光谱特征对所有子影像进行分类，创建植被类影像集和裸土类影像集；将所述植被类影像集中的所有子影像进行影像合并，并将所述裸土类影像集中的所有子影像进行影像合并后，共同构成农田亚田块影像；确定所述农田亚田块影像相关的初始农田亚田块边界；所述第一无人机影像为所述目标农田区域在裸露时期的数字正射影像图，所述第二无人机影像为所述目标农田区域在植被覆盖时期的数字正射影像图。2.根据权利要求1所述的无人机影像亚田块边界提取方法，其特征在于，在确定所述农田亚田块影像相关的初始农田亚田块边界后，还包括：对所述农田亚田块影像进行二值化处理以生成二值化图像；对所述二值化图像进行霍夫变换，以获取所述二值化图像中的所有边界直线；延长每条所述边界直线，并提取所有延长后的边界直线的相交部分作为亚农田边界。3.根据权利要求2所述的无人机影像亚田块边界提取方法，其特征在于，对所述二值化图像进行霍夫变换，以获取所述二值化图像中的所有边界直线，包括：将所述二值化图像从x
‑
y平面空间转到a
‑
b参数空间中；所述a
‑
b参数空间中的直线与所述x
‑
y平面空间中的点一一对应；根据在所述a
‑
b参数空间中通过点(a,b)的多条直线，确定在所述x
‑
y平面空间中的多个端点；依次连接多个所述端点生成所述边界直线。4.根据权利要求1所述的无人机影像亚田块边界提取方法，其特征在于，对所述第二无人机影像进行多尺度分割，生成至少一个子影像，包括：基于Canny边缘检测算子，利用预先设置的分割参数对所述第二无人机影像进行分割，以生成至少一个子影像；所述分割参数包括：分割尺度、形状因子以及紧致度因子。5.根据权利要求1所述的无人机影像亚田块边界提取方法，其特征在于，所述基于第一无人机影像的数字表面模型和第二无人机影像的数字表面模型，获取目标农田区域的植被高程信息，包括：基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李存军，周静平，郑茜，王佳宇，覃苑，陶欢，卢闯，田宇杰，
申请(专利权)人：北京市农林科学院信息技术研究中心，
类型：发明
国别省市：