高分辨率遥感影像耕地分层提取方法-ingentaconnect.pdf

第 31 卷 第 3 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.3 190 2015 年 2 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Feb. 2015 高分辨率遥感影像耕地分层提取方法 1 1,2 1 1 1 1※ 陈 杰 ，陈铁桥 ，刘慧敏 ，梅小明 ，邵权斌 ，邓 敏 （1. 中南大学地球科学与信息物理学院地理信息系，长沙 410083 ； 2. 中国科学院西安光学精密机械研究所遥感与智能信息系统研究中心，西安 710119 ） 摘 要：随着城市化建设进程的加快，城郊耕地经常会被开发为建设用地，甚至还会遭受非法占用的危险，这极大威胁 了中国粮食安全。该文针对高分辨率遥感影像城郊耕地特点，提出了一种多尺度分层的耕地提取方法。首先，基于归一 化植被指数（normalized difference vegetation index ，NDVI ）约束改进传统Harris 角点检测方法得到建筑区概率密度图， 并利用最大类间方差（Otsu algorithm，Otsu ）分割去除复杂建筑区；然后，利用尺度选择工具（estimation of scale parameter， ESP ）分析耕地占主导影像的多尺度分割结果，得到耕地较佳分割尺度并在该尺度下分割整幅影像；进而，利用形状、光 谱信息初步检测出耕地对象，选择非建筑区的耕地与建筑区的非耕地样本，训练支持向量机模型并对不确定地物进行分 类；最后，依据空间关系进一步判断图像对象，得到城郊耕地最终提取结果。试验结果表明，该方法能较高精度地从城 郊区域的复杂背景中提取出不同类型、不同光谱的耕地目标。 关键词：遥感；图像分割；支持向量机；角点；耕地；高分辨率遥感影像 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2015.03.025 中图分类号：S127 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-03-0190-09 陈 杰，陈铁桥，刘慧敏，等. 高分辨率遥感影像耕地分层提取方法[J]. 农业工程学报，2015，31(3)：190－198. Chen Jie, Chen Tieqiao, Liu Huimin, et al. Hierarchical extraction of farmland from high-resolution remote sensing imagery[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(3): 190 －198. (in Chinese with English abstract) 以准确地获取该区域的耕地信息，但城郊地物变迁的节 0 引 言 凑较快，耕地信息的提取急需采取计算机自动化的方法 耕地是人类赖以生存和发展的物质基础。中国人口 来实现。目前，高分辨率遥感影像耕地自动提取研究已 众多而耕地较少，将长期面临人地关系紧张的严峻局 受到了国内外研究者的重点关注。例如，Rydberg 等提出 面。尤其是近年来中国城市化进程的加快，城市郊区这 了一种基于边界信息分割和合并规则的耕地提取方法[1] ， 一特殊区域范围内的耕地