一种蝗区分析方法及装置制造方法及图纸

技术编号:34331272 阅读:48 留言:0更新日期:2022-07-31 02:07
本发明专利技术公开了蝗区分析方法及装置,该方法中,通过为不同土地覆盖类型确定不同的切割尺度,提升了切割后斑块的准确度,并且,以斑块为单元进行适宜度等级的判定后,进一步的参考了相邻斑块间的影响,对适宜度等级值进行修正,利用修正后的等级值确定最终的斑块生境因子的适宜性得分,从而再次提升了分析结果的准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种蝗区分析方法及装置


[0001]本专利技术涉及病虫害监测技术,具体涉及一种蝗区分析方法及装置。

技术介绍

[0002]农业病虫害是影响全球农业发展的主要因素。而蝗灾是世界性的农业虫害之一,其中,东亚飞蝗是中国暴发最频繁、危害最严重的蝗灾类型。近年来,国内外大量学者应用遥感技术获取与东亚飞蝗发生发展密切相关的因子来实现蝗区的提取,这些相关的因子主要包括植被、土壤、气候等多方面因素。也有部分学者利用遥感技术量化景观结构对蝗虫生境的影响并结合多个生境因子从而实现蝗区的提取及监测。景观结构是指不同生态系统或景观单元的空间关系。例如景观中不同生态系统或土地利用类型的面积、形状和丰富度,它们的空间格局以及能量、物质和生物体的空间分布等。景观结构的基本组成单元是斑块,是指不同于周围背景的、相对均质的非线性区域。现有的基于景观结构的蝗区提取方法采用的方式多是基于多源遥感数据获取植被覆盖度、土地覆盖类型、土壤湿度、土壤盐分、地表温度这五个影响东亚飞蝗孵化发生的生境因子,然后基于移动窗口法,以规则的空间单元测量蝗虫相邻像素对于中心像素的影响,从而对输入的多源遥感数据中每一个离散的斑块进行分析,从而实现在斑块尺度上提取蝗区的分布,进而实现蝗区监测。
[0003]但是,该方法的分析结果精度较低,无法适应较高的精度需求。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的的问题,本专利技术提供了蝗区分析方法,具体内容如下:
[0005]一种蝗区分析方法,包括:
[0006]接收待分析图像及所述待分析图像对应的蝗虫区划数值,所述蝗虫区划数值用于表征所述待分析图像的历史虫源分布信息;
[0007]确定所述待分析图像的土地覆盖类型,并依据预先确定的各个土地覆盖类型对应的分割尺度,分别对所述待分析图像中各个土地覆盖类型对应的区域进行分割,得到各个土地覆盖类型对应区域的斑块,所述各个土地覆盖类型对应的分割尺度依据各个土地覆盖类型对应的最小斑块面积确定;
[0008]分别确定每个斑块对应的生境因子的值,获取预先设定的生境因子隶属度分级标准,依据所述各个所述生境因子值对应的初始适宜度等级值确定每个斑块的初始适宜度等级值;
[0009]依据每个斑块的相邻斑块影响权重和每个斑块的初始适宜度等级值,修正每个斑块对应的生境因子的初始适宜度等级值,得到每个斑块对应的生境因子值的修正后适宜度等级值;
[0010]依据预设的生境因子的权重值,每个斑块对应的生境因子值的修正后适宜度等级值,以及所述斑块对应的蝗虫区划数值,计算每个斑块的生境因子的适宜性得分;
[0011]依据所述每个斑块的适宜性得分以及预设判别规则,确定所述每个斑块的分析结
果,所述分析结果包括,蝗区或非蝗区。
[0012]优选的,所述生境因子包括:植被覆盖度、土地覆盖类型、地表温度、土壤湿度和土壤盐分。
[0013]优选的,所述土地覆盖类型按照以下步骤确定:
[0014]移除所述待分析图像中的有云像素;
[0015]获取所述待分析图像中的特征参数,所述特征参数包括:归一化植被指数,增强型植被指数和改进的归一化差异水体指数的平均值、标准偏差和中值,以及各指数振幅和相位;
[0016]将所述特征参数输入预先训练的随机森林模型进行分类,获得土地覆盖类型,包括耕地、森林、草地、灌丛、水体、湿地、不透水层及裸地。
[0017]优选的,所述各个土地覆盖类型对应的分割尺度按照以下方式确定:
[0018]获取各个土地覆盖类型对应的遥感影像;
[0019]分析不同土地覆盖类型对应的最小斑块面积;
[0020]依据所述最小斑块面积确定各个土地覆盖类型对应的分割尺度。
[0021]优选的,所述各个斑块的相邻斑块影响权重按照下步骤确定:
[0022]分别将每一个斑块做为核心斑块,并确定所述核心斑块的相邻斑块;
[0023]计算所述核心斑块与相邻斑块的质心之间空间距离;
[0024]将所述空间距离的倒数做为该相邻斑块对所述核心斑块的影响权重。
[0025]优选的,所述依据每个斑块的相邻斑块影响权重和每个斑块的初始适宜度等级值,修正每个斑块对应的生境因子的初始适宜度等级值,得到每个斑块对应的生境因子值的修正后适宜度等级值过程包括:
[0026]对每个斑块执行如下操作:
[0027]累加所述相邻斑块影响权重与斑块的初始适宜度等级值的乘积;
[0028]将所述累加值与相邻斑块影响权重之和的商,做为该斑块对应的生境因子值的修正后适宜度等级值。
[0029]本申请还公开了一种蝗区分析装置,包括:
[0030]接收模块,用于接收待分析图像及所述待分析图像对应的蝗虫区划数值,所述蝗虫区划数值用于表征所述待分析图像的历史虫源分布信息;
[0031]分割模块,用于确定所述待分析图像的土地覆盖类型,并依据预先确定的各个土地覆盖类型对应的分割尺度,分别对所述待分析图像中各个土地覆盖类型对应的区域进行分割,得到各个土地覆盖类型对应区域的斑块,所述各个土地覆盖类型对应的分割尺度依据各个土地覆盖类型对应的最小斑块面积确定;
[0032]初始适宜度确定模块,用于分别确定每个斑块对应的生境因子的值,获取预先设定的生境因子隶属度分级标准,依据所述各个所述生境因子值对应的初始适宜度等级值确定每个斑块的初始适宜度等级值;
[0033]修正模块,用于依据每个斑块的相邻斑块影响权重和每个斑块的初始适宜度等级值,修正每个斑块对应的生境因子的初始适宜度等级值,得到每个斑块对应的生境因子值的修正后适宜度等级值;
[0034]适宜性得分确定模块,用于依据预设的生境因子的权重值,每个斑块对应的生境
因子值的修正后适宜度等级值,以及所述斑块对应的蝗虫区划数值,计算每个斑块的生境因子的适宜性得分;
[0035]结果确定模块,用于依据所述每个斑块的适宜性得分以及预设判别规则,确定所述每个斑块的分析结果,所述分析结果包括,蝗区或非蝗区。
[0036]优选的,所述分割模块包括:
[0037]土地覆盖类型确定单元,移除所述待分析图像中的有云像素;获取所述待分析图像中的特征参数,所述特征参数包括:归一化植被指数,增强型植被指数和改进的归一化差异水体指数的平均值、标准偏差和中值,以及各指数振幅和相位;将所述特征参数输入预先训练的随机森林模型进行分类,获得土地覆盖类型,包括耕地、森林、草地、灌丛、水体、湿地、不透水层及裸地;
[0038]分割尺度确定单元,用于获取各个土地覆盖类型对应的遥感影像;分析不同土地覆盖类型对应的最小斑块面积;依据所述最小斑块面积确定各个土地覆盖类型对应的分割尺度。
[0039]优选的,所述修正模块包括:
[0040]权重确定单元,用于分别将每一个斑块做为核心斑块,并确定所述核心斑块的相邻斑块;计算所述核心斑块与相邻斑块的质心之间空间距离;将所述空间距离的倒数做为该相邻斑块对所述核心斑块的影本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蝗区分析方法,其特征在于,包括:接收待分析图像及所述待分析图像对应的蝗虫区划数值,所述蝗虫区划数值用于表征所述待分析图像的历史虫源分布信息;确定所述待分析图像的土地覆盖类型,并依据预先确定的各个土地覆盖类型对应的分割尺度,分别对所述待分析图像中各个土地覆盖类型对应的区域进行分割,得到各个土地覆盖类型对应区域的斑块,所述各个土地覆盖类型对应的分割尺度依据各个土地覆盖类型对应的最小斑块面积确定;分别确定每个斑块对应的生境因子的值,获取预先设定的生境因子隶属度分级标准,依据所述各个所述生境因子值对应的初始适宜度等级值确定每个斑块的初始适宜度等级值;依据每个斑块的相邻斑块影响权重和每个斑块的初始适宜度等级值,修正每个斑块对应的生境因子的初始适宜度等级值,得到每个斑块对应的生境因子值的修正后适宜度等级值;依据预设的生境因子的权重值,每个斑块对应的生境因子值的修正后适宜度等级值,以及所述斑块对应的蝗虫区划数值,计算每个斑块的生境因子的适宜性得分;依据所述每个斑块的适宜性得分以及预设判别规则,确定所述每个斑块的分析结果,所述分析结果包括,蝗区或非蝗区。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述生境因子包括:植被覆盖度、土地覆盖类型、地表温度、土壤湿度和土壤盐分。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述土地覆盖类型按照以下步骤确定:移除所述待分析图像中的有云像素;获取所述待分析图像中的特征参数,所述特征参数包括:归一化植被指数,增强型植被指数和改进的归一化差异水体指数的平均值、标准偏差和中值,以及各指数振幅和相位;将所述特征参数输入预先训练的随机森林模型进行分类,获得土地覆盖类型,包括耕地、森林、草地、灌丛、水体、湿地、不透水层及裸地。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述各个土地覆盖类型对应的分割尺度按照以下方式确定:获取各个土地覆盖类型对应的遥感影像;分析不同土地覆盖类型对应的最小斑块面积;依据所述最小斑块面积确定各个土地覆盖类型对应的分割尺度。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述各个斑块的相邻斑块影响权重按照下步骤确定:分别将每一个斑块做为核心斑块,并确定所述核心斑块的相邻斑块;计算所述核心斑块与相邻斑块的质心之间空间距离;将所述空间距离的倒数做为该相邻斑块对所述核心斑块的影响权重。6.依据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述依据每个斑块的相邻斑块影响权重和每个斑块的初始适宜度等级值,修正每个斑块对应的生境因子的初始适宜度等级值,得到每个斑块对应的生境因子值的修正后适宜度等级值过程包括:对每个斑块执行如下操作:
累加所述相...

【专利技术属性】
技术研发人员:耿芸董莹莹赵龙龙黄文江黄滟茹任淯
申请(专利权)人:中国科学院空天信息创新研究院
类型:发明
国别省市:

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