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基于灰度梯度图像分割的单木树冠提取研究

发布时间:2019-04-24 20:08
【摘要】:树冠是树木的重要组成部分,基于遥感影像的树冠提取对于森林资源调查监测具有重要意义,但准确获得树冠的形状和边界比较困难。高分辨率影像具有丰富的纹理和光谱信息,基于高分辨率影像单木树冠勾勒技术为森林资源调查提供了一种快速有效的测树途径。但是,由于高分影像信息冗杂,面向对象的分割方法数据计算量大,并且需要人工设置光谱或纹理阈值才可以实现单木分割,导致工作效率下降,鲁棒性差。图像增强通过改变原始图像的结构关系,有选择地突出或者抑制图像中的某些特征,有效的图像增强有益于提高单木树冠分割的准确程度。因此,本文提出一种基于影像的灰度梯度图像分割的树冠提取方法,通过对比传统的罗伯斯、拉普拉斯算子与改进的数学形态学算子,利用目视解译与灰度直方图结合的方法确定最优选择为改进的数学形态学算子。然后,利用改进的数学形态学算子结合面向对象多尺度分割方法,简化原始影像复杂的背景信息,快速提取大范围单木树冠信息。以甘肃省张掖市大野口林区机载激光雷达系统携带的CCD影像为数据源,提取实验区单木树冠,并从空间和形状上验证效果。实验结果表明:在高分影像的灰度梯度图像上进行面向对象分割提取单木冠幅,单木株数精度为83.19%,形状精度达到88.62%,优于传统林业调查精度,且冠幅获取速度快,效率高,并可以较为精确地提取树冠边界。
[Abstract]:Tree crown is an important part of trees. Tree crown extraction based on remote sensing image is of great significance for forest resources investigation and monitoring, but it is difficult to obtain the shape and boundary of tree crown accurately. High-resolution images have abundant texture and spectral information. Based on high-resolution images single tree crown delineation technology provides a rapid and effective approach for forest resource survey. However, due to the complicated information of the high-score image, the object-oriented segmentation method has a large amount of computation, and it needs to set the spectral or texture threshold manually to achieve the single tree segmentation, which results in the decrease of the work efficiency and the poor robustness. Image enhancement can selectively highlight or suppress some features of the original image by changing the structure of the original image. Effective image enhancement is beneficial to improve the accuracy of single tree crown segmentation. Therefore, this paper proposes a tree crown extraction method based on image grayscale gradient image segmentation. By comparing the traditional Robles, Laplacian operator with the improved mathematical morphology operator, this paper proposes a tree crown extraction method based on image grayscale gradient image segmentation. The improved mathematical morphology operator is determined by the combination of visual interpretation and gray-scale histogram. Then, the improved mathematical morphology operator combined with the object-oriented multi-scale segmentation method is used to simplify the complex background information of the original image and quickly extract the large-scale single tree crown information. The CCD image carried by airborne lidar system in Dayakou forest area of Zhangye City Gansu Province was used as data source to extract the single tree crown in the experimental area and verify the effect from space and shape. The experimental results show that the object-oriented segmentation and extraction of crown width from grayscale gradient images of high-score images shows that the accuracy of individual tree number and shape is 83.19% and 88.62% respectively, which is better than that of traditional forestry survey. Moreover, the crown width can be obtained quickly and efficiently, and the crown boundary can be extracted accurately.
【作者单位】: 北京林业大学林学院北京林业大学精准林业北京市重点实验室省部共建森林培育与保护重点实验室;
【基金】:国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ12034304)
【分类号】:S771;TP391.41

【参考文献】

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1 张凝;冯跃文;张晓丽;樊江川;;结合航空影像纹理和光谱特征的单木冠幅提取[J];北京林业大学学报;2015年03期

2 田方;李明阳;葛飒;张晓东;崔志华;;基于GIS的紫金山国家森林公园声景观空间格局研究[J];南京林业大学学报(自然科学版);2014年06期

3 孙燕霞;;面向对象的高分影像最优分割尺度方法的研究与应用[J];黑龙江科技信息;2013年24期

4 付尧;王新杰;孙玉军;汪锦;;树冠提取技术研究进展[J];世界林业研究;2013年04期

5 曹林;佘光辉;代劲松;徐建新;;激光雷达技术估测森林生物量的研究现状及展望[J];南京林业大学学报(自然科学版);2013年03期

6 刘晓双;黄建文;鞠洪波;;高空间分辨率遥感的单木树冠自动提取方法与应用[J];浙江林学院学报;2010年01期

7 万丽;陈普春;;一种基于数学形态学的图像对比度增强算法[J];现代电子技术;2009年13期

8 黄建文;鞠洪波;赵峰;陈巧;马红;;利用遥感进行退耕还林成活率及长势监测方法的研究[J];遥感学报;2007年06期

9 张浩,王祥荣;城市绿地的三维生态特征及其生态功能[J];中国环境科学;2001年02期

【共引文献】

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1 冯静静;张晓丽;刘会玲;;基于灰度梯度图像分割的单木树冠提取研究[J];北京林业大学学报;2017年03期

2 任冲;鞠洪波;张怀清;黄建文;;天水市近30年林地动态变化遥感监测研究[J];林业科学研究;2017年01期

3 金佳;裴亮;戴激光;;基于多源遥感数据的林地信息提取[J];测绘与空间地理信息;2016年12期

4 穆喜云;刘清旺;庞勇;胡凯龙;张秋良;;基于机载激光雷达的森林地上碳储量估测[J];东北林业大学学报;2016年11期

5 李增元;刘清旺;庞勇;;激光雷达森林参数反演研究进展[J];遥感学报;2016年05期

6 王宗梅;徐天蜀;岳彩荣;;基于高分辨率遥感影像的森林信息提取方法综述[J];林业调查规划;2016年04期

7 郁珊珊;王浩;王亚军;;福州市绿地生态系统光合特性及土壤呼吸研究[J];江苏农业科学;2016年06期

8 姜仁荣;汪春燕;沈利强;王培法;;基于高分辨率遥感图像的荔枝林树冠信息提取方法研究[J];农业机械学报;2016年09期

9 樊卿;任继慧;黄俊华;;游客对红山公园景观的满意度调查分析[J];绿色科技;2016年05期

10 吴见;王帅帅;谭靖;;基于改进分割算法的退耕地树冠信息提取[J];南京林业大学学报(自然科学版);2016年02期

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 曹林;代劲松;徐建新;许子乾;佘光辉;;基于机载小光斑LiDAR技术的亚热带森林参数信息优化提取[J];北京林业大学学报;2014年05期

2 宋剑玮;马蕙;冯寅;;声景观综述[J];噪声与振动控制;2012年05期

3 庞勇;李增元;;基于机载激光雷达的小兴安岭温带森林组分生物量反演[J];植物生态学报;2012年10期

4 李德仁;王长委;胡月明;刘曙光;;遥感技术估算森林生物量的研究进展[J];武汉大学学报(信息科学版);2012年06期

5 刘东起;范文义;李明泽;;利用小光斑激光雷达估测林分参数和生物量[J];东北林业大学学报;2012年01期

6 邓金平;王伟峰;张邦文;廖为明;;森林公园声景观与视觉景观耦合评价研究——以江西三爪仑国家森林公园为例[J];江西农业学报;2011年12期

7 王佳;冯仲科;;航空数字摄影测量对林分立木测高及精度分析[J];测绘科学;2011年06期

8 王二丽;李凤日;王敏;郭志英;;基于大比例尺航片的针叶树种冠幅的提取[J];森林工程;2011年06期

9 赵强;李秀梅;张琪;陈爱萍;;千佛山风景区的非使用价值评估[J];南京林业大学学报(自然科学版);2011年06期

10 庞勇;黄克标;李增元;覃先林;陈尔学;;基于遥感的湄公河次区域森林地上生物量分析[J];资源科学;2011年10期

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