[发明专利]一种结合林区三维形态滤波的分水岭冠层自动分割方法

说明书

本发明公开了一种结合林区三维形态滤波的分水岭冠层自动分割方法，包括：采用地形信息和植被信息构建三维形态滤波算子；根据三维形态滤波算子，对林区多光谱影像进行掩膜处理，提取感兴趣区域；根据林区样地信息构建开闭组合形态滤算子，对所述感兴趣区域进行运算，得到林区显著优化冠层图；根据显著优化冠层图提取梯度算子，生成标记图；通过标记分水岭分割算法对标记图进行自动分割，得到分割后的林区单木冠层结构。该方法可有效解决传统输电线路通道下人工巡线开展树木调查时劳动强度大、工作条件艰苦、效率低下、巡检数据出错率高等问题；也有效克服不同冠层之间边界模糊的问题，分割得到闭合的单木冠层轮廓，可大力提高电力巡线的效率。

技术领域

本发明涉及林业遥感图像智能处理领域，特别涉及一种结合林区三维形态滤波的分水岭冠层自动分割方法,用于输电线路下行通道单木冠层的自动分割提取。

背景技术

目前，架空输电线是国家基础设施重要组成部分之一。目前，我国电网规模不断扩大，长距离输电线路迅速增长，伴随的输电线路故障也给人们的日常生活和国家经济带来巨大损失。为了防止和杜绝电网安全事故发生，需要对架空输电线路进行周期性电力巡线。然而，人工巡线存在劳动力强度大、工作条件艰苦、效率低、复巡周期长、巡检数据准确率不高等缺陷，基于高分辨率影像，对输电线下行通道的林木冠层实现自动分割，可以大力提高电力巡线的效率，是保证架空输电线安全与否的基础。然而，在高空间分辨率遥感影像上，树冠清晰可辨的同时，背影噪声也十分醒目，如何将单木树冠准确地提取出来仍是一个难题，尽管传统目视解译方法提取树冠能达到一定效果，但是其工作量大、工作效率低、判读者的经验和知识会使判读结果产生误差。目前运用计算机自动或半自动较准确的提取树冠成为可能。

基于上述分析，如何研究出一种适合输电线路下行通道林区冠层的自动分割方法，是同行从业人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种至少解决上述部分技术问题的结合林区三维形态滤波的分水岭冠层自动分割方法，可将单木树冠准确地提取出来。

本发明实施例提供一种结合林区三维形态滤波的分水岭冠层自动分割方法，包括：

S1、采用地形信息和植被信息构建三维形态滤波算子；根据所述三维形态滤波算子，对林区多光谱影像进行掩膜处理，提取感兴趣区域；

S2、根据所述林区样地信息构建开闭组合形态滤算子，对所述感兴趣区域进行运算，得到林区显著优化冠层图；

S3、根据所述显著优化冠层图提取梯度算子，生成标记图；通过标记分水岭分割算法对所述标记图进行自动分割，得到分割后的林区单木冠层结构。

在一个实施例中，所述步骤S1包括：

S11、将林区的数字表面模型和数字地形模型进行差值运算，得到数字地物高程模型；

S12、结合所述林区的多光谱影像，生成植被指数图；

S13、将所述植被指数图与所述数字地物高程模型配准叠合，得到三维植被指数图；

S14、根据所述三维植被指数图构建三维形态滤波算子；

S15、根据预设公式对所述林区多光谱影像处理，得到林区冠层感兴趣区域。

在一个实施例中，所述步骤S12包括：

结合所述林区的多光谱影像，根据公式(1)生成植被指数图；

NDVI＝NIR_band-R_band/NIR_band+R_band (1)

其中，NDVI表示植被指数图；NIR_band表示红外波段的灰度值，R_band表示红光波段的灰度值。

在一个实施例中，所述S14步骤包括：