本技术介绍了一种结合轮廓与纹理特征的遥感耕地地块提取方法。该技术通过编码器-解码器结构构建CFPENet模型,利用深度残差收缩网络模块在编码器阶段对输入数据进行处理,以实现对耕地地块的高效识别和提取。
背景技术
随着全球人口的不断增长,为满足巨大的粮食需求,一方面扩张了耕地区域,另一方面农业生产逐步机械化、集约化。其中,耕地面积的增长往往以牺牲森林为代价,给生物多样性和减缓全球气候变化带来了威胁。为了应对这一威胁,合理的政策十分重要,而耕地地块信息是重要的数据支撑。此外,了解农业集约化和机械化水平、作物多样性和轮作等信息,为农业生产与管理提供有效的决策也需要耕地地块数据。
遥感技术是获取耕地地块信息的重要手段,在全球范围内得到广泛应用。但是传统人工遥感解译的方式费时费力、成本昂贵。区域分割、边缘检测和机器学习等方法加速了耕地地块遥感解译的自动化进程,但是提取结果的粘连、漏分现象严重,易产生细碎图斑,无法获取准确的耕地地块信息。
以卷积神经网络为代表的深度学习技术以其能够自动获取影像中的典型特征来进行图像分类,在遥感领域进行了广泛的应用。但是,常规的卷积神经网络分割方法仅能大面积的提取耕地区域,无法细分到耕地地块,所以实例分割模型被引入耕地地块提取任务中,但其对于面积较小、形状狭长的耕地地块效果较差。此时,通过在卷积神经网络中加入耕地地块的边界约束,可以促进模型对耕地地块边界的学习,以此提升耕地地块提取的结果精度。
虽然高分辨率遥感影像具有丰富的地物细节特征,即使是在种植模式复杂、农业景观破碎的区域,也能取得一定的效果,但是其“同物异谱”和“同谱异物”现象严重,在一定程度上会影响耕地地块的边界清晰度,给耕地地块的精确提取带来了挑战。轮廓特征是影像中物体边界的形状和结构,反映了物体的外部形状特征,而纹理特征是描述影像表面在局部区域内的重复模式,反映了物体内部的局部变化规律和相互关系。因此,结合耕地地块的轮廓与纹理特征,更全面地描述耕地地块的外观和形状,以提升耕地地块提取结果的精度。
实现思路