一种国土监测数据高效处理方法技术

本发明专利技术涉及图像数据处理技术领域，具体涉及一种国土监测数据高效处理方法，该方法根据每个初始超像素块之间的差异分布特征得到超像素块相似度和均匀性特征值，根据超像素块相似度对初始超像素块进行区域合并得到合并超像素块，根据合并超像素块中均匀性特征值的分布状况对SLIC超像素分割算法中的距离衡量值计算进行改进，进一步根据超像素分割结果将图像数据区块处理任务分配不同的并行运算节点，进行国土检测数据处理。本发明专利技术通过改进距离衡量值对SLIC超像素分割算法进行优化，减少了并行计算节点间的数据交换，并且提高了并行计算的运算效率。的运算效率。的运算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种国土监测数据高效处理方法


[0001]本专利技术涉及图像数据处理
，具体涉及一种国土监测数据高效处理方法。

技术介绍

[0002]国土监测数据包括对地表、地下、大气、水体等自然资源和环境要素进行长期、系统、动态监测所获取的数据，在自然灾害防治、土体利用动态变化预测和土地管理与保护方面具有重要作用。国土监测数据中的地表信息通常通过采集对应的遥感影像数据进行获取，但是由于国土监测数据的广泛性，对应的遥感影像数据的数据量较为庞大，所以通常通过并行运算处理对应的遥感影像数据，也因此需要对所采集到的遥感影像进行区块分割，将分割得到的所有区块的运算过程合理划分给每个并行运算节点。现有技术通常通过SLIC超像素分割算法对所采集到的遥感影像进行区块分割。
[0003]现有技术在通过SLIC超像素块分割算法对尺寸较大的图像进行处理时，通常对图像进行相同大小的划分，但是由于遥感影像对应的图像中不同地物分布特征区域所需要的分割效率和准确性不同，例如河流、建筑物、道路等不同的地物分布特征区域，因此采用传统的SLIC超像素分割算法对遥感图像进行分割，会造成后续所分配的并行计算节点运行效率低下，并且可能因为区块之间数据重叠，导致需要更多的并行节点间数据交换，从而进一步降低并行运算节点的运行效率。所以现有技术通过传统的SLIC超像素分割算法对遥感影像对应的图像划分的方法，会使得后续并行运算节点运行效率较低。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术通过传统的SLIC超像素分割算法对遥感影像对应的图像划分的方法，会使得后续并行节点运行效率较低的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种国土监测数据高效处理方法，所采用的技术方案具体如下：本专利技术提出了一种国土监测数据高效处理方法，所述方法包括：获取用于国土监测的地表图像，将所述地表图像划分为预设划分数量的初始超像素块；获取每个初始超像素块的像素值序列，选取任意一个初始超像素块作为目标初始超像素块；根据目标初始超像素块的像素值序列和邻接初始超像素块的像素值序列中元素的连续差异分布特征，得到所述目标初始超像素块和所述邻接初始超像素块之间的超像素块相似度；根据目标初始超像素块的像素值序列和邻接初始超像素块的像素值序列中相似元素的位置差异分布特征，得到所述目标初始超像素块和所述邻接初始超像素块之间的均匀性特征值；根据所述超像素块相似度将所有初始超像素块划分为至少两个合并超像素块；根据每个合并超像素块中对应的所有均匀性特征值的数值分布特征，得到每个合并超像素块的均匀程度特征值；根据超像素分割算法计算所述地表图像中每个像素点的距离衡量值；当所述像素点所处的合并超像素块中存在至少两个初始超像素块时，根据所述像素点所处合并超像素
块中均匀性特征值的分布状况和对应的均匀程度特征值，对所述距离衡量值进行改进；根据所有像素点改进后的距离衡量值完成对所述地表图像的超像素分割得到最终超像素块，将所有最终超像素块分配到不同的并行运算节点，进行国土监测数据处理。
[0005]进一步地，所述像素值序列中每个元素包含索引值和R、G、B三个颜色通道的三维像素值。
[0006]进一步地，所述超像素块相似度的获取方法包括：在目标初始超像素块中任选一个像素值序列记为目标像素值序列，将所述邻接初始超像素块的像素值序列记为邻接像素值序列；将所述目标像素值序列划分为至少两个预设第一长度的像素值子序列，通过预设第一长度的滑窗在所述邻接像素值序列中进行遍历，根据每个像素值子序列中每个元素与每个滑窗对应位置元素之间的元素差异度，得到每个像素值子序列对应序列差异度最小的滑窗对应的像素值子序列，作为最近邻子序列，将每个像素值子序列与对应的最近邻子序列之间的序列差异度的均值进行负相关归一化，得到所述目标初始超像素块和所述邻接初始超像素块的超像素块相似度。
[0007]进一步地，所述序列差异度的获取方法包括：在目标像素值序列的所有像素值子序列中选取任意一个像素值子序列作为目标像素值子序列，在所述邻接像素值序列的所有滑窗中任选一个滑窗作为目标滑窗，统计目标像素值子序列和目标滑窗中所有元素的索引值和三维像素值，根据所述目标像素值子序列中每个元素与目标滑窗中对应位置元素之间的索引值差异和三维像素值差异的欧氏范数，得到目标像素值子序列中每个元素与目标滑窗对应位置元素之间的元素差异度，根据所有元素差异度的累加值，得到目标像素值子序列和目标滑窗的序列差异度；改变目标像素值子序列和目标滑窗得到每个像素值子序列和每个滑窗的序列差异度。
[0008]进一步地，所述均匀性特征值的获取方法包括：将所述目标像素值序列和所述邻接像素值序列的首个元素对齐，连接每个像素值子序列与对应的最近邻子序列的中间位置，得到至少两条连接线，统计所有连接线的斜率绝对值倒数；计算所述目标像素值序列中所有连接线的斜率绝对值倒数的数值熵得到斜率分布混乱度，根据所有斜率绝对值倒数的均值和所述斜率分布混乱度的比值，得到所述目标初始超像素块和所述邻接初始超像素块之间的均匀性特征值。
[0009]进一步地，所述根据所述超像素块相似度将所有初始超像素块划分为至少两个合并超像素块包括：统计所有邻接的两个初始超像素块之间的超像素块相似度，选取任意邻接的两个初始超像素块作为目标邻接的两个初始超像素块，当目标邻接的两个初始超像素块之间的存在超像素块相似度大于或等于预设合并阈值时，将目标邻接的两个初始超像素块进行合并；改变目标邻接的两个初始超像素块完成对所有邻接的两个初始超像素块的合并，得到至少两个合并超像素块。
[0010]进一步地，所述均匀程度特征值的获取方法包括：选取任意一个合并超像素块作为目标合并超像素块，统计目标合并超像素块中每
个初始超像素与邻接的所有超像素块的均匀性特征值，将所有均匀性特征值的方差进行负相关归一化，得到目标合并超像素块的均匀程度特征值；改变目标合并超像素块得到所有合并超像素块的均匀程度特征值。
[0011]进一步地，所述对所述距离衡量值进行改进包括：统计所述像素点对应的合并超像素块的均匀程度特征值，统计所述合并超像素块中每个初始超像素块对应的所有均匀性特征值，计算每个初始超像素块对应的所有均匀性特征值的均值，作为每个初始超像素块的均匀性分布特征值，计算合并超像素块中所有初始超像素块对应的均匀性分布特征值均值，将所述像素点所处初始超像素块的均匀性分布特征值与所述均匀性分布特征值均值的差异进行归一化，得到所述像素点的均匀性偏离程度，将所述均匀性偏离程度和所述均匀程度特征值的乘积，作为所述像素点的距离衡量值的权重对所述距离衡量值进行加权。
[0012]本专利技术具有如下有益效果：考虑到不同地物分布特征区域所需要的分割效率和准确性不同，本专利技术实施例将所有初始超像素块划分为至少两个合并超像素块，通过对像素点所处合并超像素块中的均匀性特征分布状况和对应的均匀程度特征值，对超像素分割算法中距离衡量值的获取方法进行改进，降低了后续迭代过程中的重叠区域，减少了后续并行节点间的数据交换，进一步提高了并行计算节点运行效率。本专利技术实施例通过初始超像素块之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种国土监测数据高效处理方法，其特征在于，所述方法包括：获取用于国土监测的地表图像，将所述地表图像划分为预设划分数量的初始超像素块；获取每个初始超像素块的像素值序列，选取任意一个初始超像素块作为目标初始超像素块；根据目标初始超像素块的像素值序列和邻接初始超像素块的像素值序列中元素的连续差异分布特征，得到所述目标初始超像素块和所述邻接初始超像素块之间的超像素块相似度；根据目标初始超像素块的像素值序列和邻接初始超像素块的像素值序列中相似元素的位置差异分布特征，得到所述目标初始超像素块和所述邻接初始超像素块之间的均匀性特征值；根据所述超像素块相似度将所有初始超像素块划分为至少两个合并超像素块；根据每个合并超像素块中对应的所有均匀性特征值的数值分布特征，得到每个合并超像素块的均匀程度特征值；根据超像素分割算法计算所述地表图像中每个像素点的距离衡量值；当所述像素点所处的合并超像素块中存在至少两个初始超像素块时，根据所述像素点所处合并超像素块中均匀性特征值的分布状况和对应的均匀程度特征值，对所述距离衡量值进行改进；根据所有像素点改进后的距离衡量值完成对所述地表图像的超像素分割得到最终超像素块，将所有最终超像素块分配到不同的并行运算节点，进行国土监测数据处理。2.根据权利要求1所述的一种国土监测数据高效处理方法，其特征在于，所述像素值序列中每个元素包含索引值和R、G、B三个颜色通道的三维像素值。3.根据权利要求2所述的一种国土监测数据高效处理方法，其特征在于，所述超像素块相似度的获取方法包括：在目标初始超像素块中任选一个像素值序列记为目标像素值序列，将所述邻接初始超像素块的像素值序列记为邻接像素值序列；将所述目标像素值序列划分为至少两个预设第一长度的像素值子序列，通过预设第一长度的滑窗在所述邻接像素值序列中进行遍历，根据每个像素值子序列中每个元素与每个滑窗对应位置元素之间的元素差异度，得到每个像素值子序列对应序列差异度最小的滑窗对应的像素值子序列，作为最近邻子序列，将每个像素值子序列与对应的最近邻子序列之间的序列差异度的均值进行负相关归一化，得到所述目标初始超像素块和所述邻接初始超像素块的超像素块相似度。4.根据权利要求3所述的一种国土监测数据高效处理方法，其特征在于，所述序列差异度的获取方法包括：在目标像素值序列的所有像素值子序列中选取任意一个像素值子序列作为目标像素值子序列，在所述邻接像素值序列的所有滑窗中任选一个滑窗作为目标滑窗，统计目标像素值子序列和目标滑窗中所有元素的索引值和三维像素值，根据所述目标像素值子序列中每个元素与目标滑窗中对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长波，张珂斌，武春芝，
申请(专利权)人：山东无棣金土地开发建设有限公司，
类型：发明
国别省市：