一种面向农业无人机影像分割的尺度参数自动确定方法

作者：石雅娇; 陈鹏飞^*

来源：中国农业科学, 2020, 53(17): 3496-3508.

• 尺度参数
• 图像分割
• 无人机影像
• 改进加权局部方差法

【目的】自动提取影像中作物种植区域信息,对于推动无人机高分辨率影像在精准农业中的应用具有重要意义。本研究针对分割评价函数中加权局部方差法(weighted local variance,WLV)的缺陷,面向农业无人机影像高精度自动分割的需求,提出改进方法并基于不同作物田间试验数据进行对比验证。【方法】针对WLV没有充分考虑分割对象内部同质性的问题,本研究在WLV的基础上增加对象间同质性的计算,提出了改进加权局部方差法(improved weighted local variance,IWLV)。设计玉米氮肥试验和小麦水肥试验,获取不同作物不同时期及长势下的无人机影像。基于获取的无人机影像,设置不同情景,分别耦合主流分割算法与WLV、IWLV法开展影像分割,将它们的分割结果与人机交互分割结果进行对比,并基于单尺度对象精度(single-scale object accuracy,SOA)法进行评价。【结果】基于WLV法选择的最优分割尺度往往偏大,分割影像时会存在欠分割现象,而基于IWLV法选择的分割尺度进行分割的结果与人机交互分割结果更为接近。对于所有设定的分割情景,IWLV法获得了更高的SOA值。【结论】与WLV法相比,本研究提出的IWLV法可以更准确实现无人机影像分割中尺度参数的自动确定。

• 单位
  中国科学院大学; 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心; 资源与环境信息系统国家重点实验室; 中国科学院地理科学与资源研究所