申请/专利权人：中国农业大学;航天宏图信息技术股份有限公司

申请日：2022-02-21

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN114545410B

主分类号：G01S13/90

分类号：G01S13/90;G01S7/02;G01S7/41

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2022.06.14#实质审查的生效;2022.05.27#公开

摘要：本发明提供基于合成孔径雷达双极化数据相干性的作物倒伏监测方法，包括：提取作业区倒伏前后的后向散射系数；确定后向散射变化特征、相干系数和平均值纹理特征；筛选获得后向散射变化特征、相干系数和平均值纹理特征中的倒伏作物监测敏感特征；采用偏最小二乘分类方法识别倒伏作物，得到作业区的倒伏作物的空间分布信息。本发明将双时相双极化合成孔径雷达数据提供的主副相位影像进行一次差分与相位解缠，生成作物倒伏前后的相干系数，通过相位差表征作物倒伏前后的形态变化，同时，融合基于空间邻近统计的二阶概率纹理特征监测作物倒伏，抑制后向散射变化特征以及相干系数的噪声干扰，提高在光学数据缺失条件下的作物倒伏监测结果的精度。

主权项：1.基于合成孔径雷达双极化数据相干性的作物倒伏监测方法，其特征在于，包括：采集作业区不同倒伏程度的作物样本，获取倒伏前后的双极化合成孔径雷达SAR遥感数据，基于所述双极化SAR遥感数据提取所述作业区倒伏前后的后向散射系数；基于所述后向散射系数，确定倒伏前后的后向散射变化特征、相干系数和平均值纹理特征；基于随机森林-递归特征消除算法，筛选获得所述后向散射变化特征、所述相干系数和所述平均值纹理特征中的倒伏作物监测敏感特征；采用偏最小二乘分类方法识别倒伏作物，得到所述作业区的倒伏作物空间分布信息；所述采集作业区不同倒伏程度的作物样本，获取倒伏前后的双极化SAR遥感数据，基于所述双极化SAR遥感数据提取所述作业区倒伏前后的后向散射系数，包括：确定倒伏前作物样本和倒伏后作物样本，获取所述双极化SAR遥感数据中的单视复数Sentinel-1SLC影像，对所述Sentinel-1SLC影像进行预处理，得到地距多视Sentinel-1GRD影像；由所述Sentinel-1GRD影像分别获取作业区倒伏前VV极化后向散射系数、作业区倒伏前VH极化后向散射系数、作业区倒伏后VV极化后向散射系数和作业区倒伏后VH极化后向散射系数；所述基于所述后向散射系数，确定倒伏前后的后向散射变化特征、相干系数和平均值纹理特征，包括：将所述作业区倒伏前VH极化后向散射系数除以所述作业区倒伏前VV极化后向散射系数，得到倒伏前系数比；将所述作业区倒伏后VH极化后向散射系数除以所述作业区倒伏后VV极化后向散射系数，得到倒伏后系数比；分别将所述作业区倒伏前VH极化后向散射系数与所述作业区倒伏后VH极化后向散射系数作差，所述作业区倒伏前VV极化后向散射系数与所述作业区倒伏后VV极化后向散射系数作差，以及所述倒伏前系数比与所述倒伏后系数比作差，得到所述后向散射变化特征；基于所述后向散射变化特征构建基于二阶概率统计的平均值纹理特征；对所述Sentinel-1SLC影像进行干涉处理，得到VV极化相干系数和VH极化相干系数，基于所述VV极化相干系数和所述VH极化相干系数中的相位差信息表征作物倒伏前后的形态变化；所述基于所述后向散射变化特征构建基于二阶概率统计的平均值纹理特征，包括：确定所述Sentinel-1SLC影像的二维矩阵，基于所述二维矩阵中最大值和最小值，得到归一化SAR图像值；基于所述后向散射变化特征，根据预设方向和预设位移量统计所述归一化SAR图像值的灰度共生矩阵；基于优化后的预设邻域窗口，计算所述灰度共生矩阵的平均值纹理特征；所述优化后的预设邻域窗口，包括：获取所述倒伏前作物样本的平均值纹理特征、所述倒伏后作物样本的平均值纹理特征、所述倒伏前作物样本的协方差矩阵和所述倒伏后作物样本的协方差矩阵；基于所述倒伏前作物样本的平均值纹理特征、所述倒伏后作物样本的平均值纹理特征、所述倒伏前作物样本的协方差矩阵和所述倒伏后作物样本的协方差矩阵，采用J-M距离确定所述优化后的预设邻域窗口；其中，所述J-M距离包括预设可行域，基于纹理特征可分性程度将所述预设可行域依次划分为第一可行域区间、第二可行域区间和第三可行域区间。

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