【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理，具体涉及一种基于数据分析的地质区域环境综合评价系统。
技术介绍
1、地质区域环境评价与多种因素有关，例如：水体区面积、人类活动区面积和森林区面积等。地质区域环境评价是用于评价人与环境的适应程度。现有通过采集待研究区域的遥感图像，对遥感图像上的各个对象进行分类，得到水体区、人类活动区和森林区，但是遥感图像无法区分森林的疏密程度，造成待研究区域的环境评估精度低。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种基于数据分析的地质区域环境综合评价系统解决了现有技术存在待研究区域的环境评估精度低的问题。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，包括：遥感图像采集单元、林冠层图像采集单元、预处理单元、目标识别单元、郁闭度计算单元、植被密集度获取单元和评价单元；
3、所述遥感图像采集单元用于采集待研究区域的遥感图像；
4、所述预处理单元用于对遥感图像进行预处理，得到灰度图；
5、所述目标识别单元用于对灰度图进行目标识别，得到人类活动区、植被区和水体区；
6、所述林冠层图像采集单元用于采集植被区的林冠层图像；
7、所述郁闭度计算单元用于对林冠层图像进行处理，得到采集点的郁闭度；
8、所述植被密集度获取单元用于根据植被区上各采集点的郁闭度，得到植被区的植被密集度；
9、所述评价单元用于根据人类活动区、植
10、本专利技术的有益效果为：本专利技术通过采集待研究区域的遥感图像，进行灰度处理，减少图像数据，对灰度图进行目标识别，得到人类活动区、植被区和水体区，再在植被区的多个采集点采集林冠层图像，得到每个采集点的郁闭度，从而得到植被区的植被密集度，根据人类活动区、植被区、水体区、以及植被区的植被密集度，得到待研究区域环境评估值，本专利技术考虑了植被的疏密程度，提高了待研究区域的环境评估精度。
11、进一步地，所述预处理单元包括：平滑处理模块和灰度处理模块；
12、所述平滑处理模块用于对遥感图像上像素点的各通道值进行平滑处理；
13、所述灰度处理模块用于对平滑处理后的遥感图像进行灰度处理，得到灰度图。
14、进一步地，所述平滑处理模块的具体实现过程为：将遥感图像拆分成r通道图像、g通道图像和b通道图像，分别对r通道图像、g通道图像和b通道图像进行平滑处理，平滑处理的表达式均为：
15、，
16、，
17、其中，xi,f为第i个像素点平滑处理后的通道值，xi为第i个像素点平滑处理前的通道值，xi,j为第i个像素点平滑处理前邻域范围内第j个通道值，ρx为平滑系数，exp为以自然常数为底的指数函数，i和j为正整数。
18、上述进一步地方案的有益效果为：本专利技术中将遥感图像拆分成r通道图像、g通道图像和b通道图像，分别对各通道图像平滑处理，根据每种通道图像中每个位置邻域范围的通道值与该位置的通道值的差距，计算平滑系数ρx，平滑系数ρx越大时，该位置的通道值异常情况越严重，因此，通过均值滤除噪声。
19、进一步地，所述目标识别单元包括：第一特征提取块、第二特征提取块、第三特征提取块、第一concat层、第二concat层、第一卷积层、最大池化层、平均池化层、第一特征增强块、第二特征增强块、第一残差块、第二残差块和第二卷积层；
20、所述第一特征提取块的输入端、第二特征提取块的输入端和第三特征提取块的输入端用于输入灰度图；所述第一concat层的输入端分别与第一特征提取块的输出端、第二特征提取块的输出端和第三特征提取块的输出端连接，其输出端与第一卷积层的输入端连接；所述第一卷积层的输出端分别与最大池化层的输入端和平均池化层的输入端连接；所述最大池化层的输出端与第一特征增强块的输入端连接；所述平均池化层的输出端与第二特征增强块的输入端连接；所述第二concat层的输入端分别与第一特征增强块的输出端和第二特征增强块的输出端连接，其输出端与第一残差块的输入端连接；所述第二残差块的输入端与第一残差块的输出端连接；所述第二卷积层的输入端与第二残差块的输出端连接，其输出端作为目标识别单元的输出端。
21、上述进一步地方案的有益效果为：本专利技术通过三个特征提取块分别提取灰度图的特征，再通过第一concat层进行特征拼接，再通过最大池化层获取显著特征，通过平均池化层获取全局平均特征，通过第一特征增强块对显著特征进行增强，通过第二特征增强块对全局平均特征进行增强，提高重点特征的关注度，再通过第二concat层将增强后的特征进行拼接，采用两个残差块缓解梯度消失的问题。
22、进一步地，所述第一特征提取块、第二特征提取块和第三特征提取块结构相同，均包括：卷积块、第三卷积层、第四卷积层、第五卷积层、乘法器m1和上采样层；
23、所述卷积块的输入端作为第一特征提取块、第二特征提取块或第三特征提取块的输入端，其输出端分别与第三卷积层的输入端和第四卷积层的输入端连接；所述第四卷积层的输出端与第五卷积层的输入端连接；所述乘法器m1的第一输入端与第三卷积层的输入端连接，其第二输入端与第五卷积层的输出端连接，其输出端与上采样层的输入端连接；所述上采样层的输出端作为第一特征提取块、第二特征提取块或第三特征提取块的输出端；所述第一特征提取块的卷积块中卷积层的卷积核大小为11；所述第二特征提取块的卷积块中卷积层的卷积核大小为33；所述第三特征提取块的卷积块中卷积层的卷积核大小为55。
24、上述进一步地方案的有益效果为：本专利技术中三个特征提取块中卷积层的卷积核大小不同，便于提取不同图像特征，再通过第三卷积层、第四卷积层和第五卷积层的两条路径，获取不同深度特征，在乘法器m1处实现深浅两种特征融合。
25、进一步地，所述第一特征增强块和第二特征增强块的结构相同，均包括：第六卷积层、tanh层、sigmoid层和增强层；
26、所述第六卷积层的输入端作为第一特征增强块或第二特征增强块的输入端，其输出端分别与tanh层的输入端、sigmoid层的输入端和增强层的输入端连接；所述增强层的输入端还与tanh层的输出端和sigmoid层的输出端连接，其输出端作为第一特征增强块或第二特征增强块的输出端。
27、进一步地，所述增强层的表达式为：
28、，
29、其中，r为增强层输出的特征值，x为第六卷积层输出的一个特征值，tanh为tanh层的激活函数，sigmoid为sigmoid层的激活函数，w1为第一权重，w2为第二权重，b1为第一偏置，b2为第二偏置。
30、上述进一步地方案的有益效果为：本专利技术中通过tanh层和sigmoid层对第六卷积层输出的每个特征值赋予不同权重和偏置，同时实现根据特征值，进行不同程度的增强，设置tan本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，包括：遥感图像采集单元、林冠层图像采集单元、预处理单元、目标识别单元、郁闭度计算单元、植被密集度获取单元和评价单元；
2.根据权利要求1所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述预处理单元包括：平滑处理模块和灰度处理模块；
3.根据权利要求2所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述平滑处理模块的具体实现过程为：将遥感图像拆分成R通道图像、G通道图像和B通道图像，分别对R通道图像、G通道图像和B通道图像进行平滑处理，平滑处理的表达式均为：
4.根据权利要求1所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述目标识别单元包括：第一特征提取块、第二特征提取块、第三特征提取块、第一Concat层、第二Concat层、第一卷积层、最大池化层、平均池化层、第一特征增强块、第二特征增强块、第一残差块、第二残差块和第二卷积层；
5.根据权利要求4所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述第一特征提取块、第二特征提取块
6.根据权利要求4所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述第一特征增强块和第二特征增强块的结构相同，均包括：第六卷积层、Tanh层、Sigmoid层和增强层；
7.根据权利要求6所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述增强层的表达式为：
8.根据权利要求1所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述郁闭度计算单元包括：相似度计算模块、筛选模块和郁闭度计算模块；
9.根据权利要求1所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述植被密集度获取单元的表达式为：
10.根据权利要求1所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述评价单元的表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，包括：遥感图像采集单元、林冠层图像采集单元、预处理单元、目标识别单元、郁闭度计算单元、植被密集度获取单元和评价单元；
2.根据权利要求1所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述预处理单元包括：平滑处理模块和灰度处理模块；
3.根据权利要求2所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述平滑处理模块的具体实现过程为：将遥感图像拆分成r通道图像、g通道图像和b通道图像，分别对r通道图像、g通道图像和b通道图像进行平滑处理，平滑处理的表达式均为：
4.根据权利要求1所述的基于数据分析的地质区域环境综合评价系统，其特征在于，所述目标识别单元包括：第一特征提取块、第二特征提取块、第三特征提取块、第一concat层、第二concat层、第一卷积层、最大池化层、平均池化层、第一特征增强块、第二特征增强块、第一残差块、第二残差块和第二卷积层；
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋宏图，黄仕龙，
申请(专利权)人：四川省能源地质调查研究所，
类型：发明
国别省市：
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