基于高分辨率遙感影像的大麻作物信息提取方法研究
本文選題：決策樹 切入點(diǎn)：面向?qū)ο?/strong> 出處：《中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)》2017年碩士論文
【摘要】：大麻不僅僅是一種工業(yè)原料還是毒品的主要原植物,其花葉中含有具有致幻成癮作用的的四氫大麻酚(THC),容易被用來吸食。隨著種植規(guī)模的擴(kuò)大,我國(guó)大麻產(chǎn)量已居世界第一位,受我國(guó)的種植模式的影響,使得大麻種植分布零散,因此造成國(guó)家缺乏有效、準(zhǔn)確的手段來收集大麻種植范圍和面積信息。由于大麻品種繁多,種植條件各異,在我們前期毒品原植物調(diào)查與監(jiān)測(cè)的實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn),大麻在種植過程中,容易發(fā)生生物學(xué)混雜等而導(dǎo)致含毒量變化,使得部分地方種植的大麻毒性成分(THC)含量超標(biāo),成為事實(shí)上的毒品原植物,為毒品泛濫留下了嚴(yán)重隱患。本文以內(nèi)蒙古自治區(qū)達(dá)拉特地區(qū)為研究區(qū),基于國(guó)產(chǎn)高分辨率的高分二號(hào)衛(wèi)星遙感影像,利用兩種不同的方法對(duì)大麻地塊進(jìn)行了信息提取。首先通過對(duì)研究區(qū)影像光譜特征、空間特征、語義特征等進(jìn)行分析,選取相應(yīng)的特征值作為決策樹節(jié)點(diǎn),構(gòu)建大麻地塊信息提取的決策樹,應(yīng)用ENVI軟件平臺(tái)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行由大到小,由粗到細(xì)的分類過程,實(shí)現(xiàn)大麻地塊的快速識(shí)別提取最終得到預(yù)想的分類結(jié)果。其次利用面向?qū)ο蠓诸惙椒ㄌ崛〈舐榈貕K信息過程中,以四叉樹分割作為多尺度分割的預(yù)分割,以提高分割效率,嘗試將歸一化植被指數(shù)NDVI這一語義信息作為單獨(dú)一個(gè)波段組合到影像中參與影像分割,最后基于單波段最優(yōu)尺度計(jì)算模型的基礎(chǔ)上,將全部波段共同參與模型計(jì)算,對(duì)最優(yōu)尺度選擇模型進(jìn)行了改進(jìn)。研究表明:1、面向?qū)ο蟮男畔⑻崛》椒ㄌ崛〉慕Y(jié)果相較于基于像元的決策樹分類器提取的分類結(jié)果無論在用戶精度、生產(chǎn)者精度還是總體精度上都有很大的提高。2、改進(jìn)后的分割方法使得分割效率得到了很大的提升,使得大面積的大麻種植監(jiān)測(cè)成為可能。3、將NDVI作為單獨(dú)的一個(gè)波段參與影像分割也使分割精度得到了提高,使得植被與非植被的區(qū)分更為明顯。4、改進(jìn)后的最優(yōu)尺度選擇模型綜合考慮了所有波段的特征,依據(jù)該模型得到的最優(yōu)尺度更具科學(xué)性,從根本上保證了后續(xù)的信息提取精度。
[Abstract]:Cannabis is not only an industrial raw material but also the main original plant of drugs. Its mosaic contains the addictive tetrahydrocannabinol (THCC), which is easily used for smoking. With the expansion of cultivation scale, our country's cannabis production has ranked first in the world. Affected by the pattern of cultivation in our country, cannabis cultivation is scattered and, as a result, the country lacks effective and accurate means to collect information on the extent and area of cannabis cultivation. In our earlier investigation and monitoring of the original drug plants, we found that in the process of cannabis cultivation, it is easy to produce biological hybrids, which leads to changes in toxic content, which results in the content of toxic components of cannabis grown in some places exceeding the standard. This paper takes the Dharat region of Inner Mongolia Autonomous region as the research area, and bases on the high-resolution high-resolution satellite remote sensing image of high-grade II made in China. In this paper, two different methods are used to extract information from hemp plots. Firstly, the spectral, spatial and semantic features of the image are analyzed, and the corresponding eigenvalues are selected as decision tree nodes. The decision tree of hemp plot information extraction is constructed, and the process of classifying raw data from large to small, from coarse to fine using ENVI software platform is carried out. In order to improve the efficiency of segmentation, the presegmentation of hemp plots is achieved by using quadtree segmentation as multi-scale segmentation in the process of extracting information from cannabis plots by using object-oriented classification method in order to achieve the rapid identification and extraction of cannabis plots. The semantic information of normalized vegetation index (NDVI) is used as a single band to participate in image segmentation. Finally, based on the optimal scale calculation model of single band, all bands are involved in the model calculation. The optimal scale selection model is improved. The research shows that the result of the object oriented information extraction method is better than that of the decision tree classifier based on pixel, regardless of the user's accuracy. The producer precision or the overall precision have been greatly improved. 2. The improved segmentation method has greatly improved the efficiency of segmentation. This makes it possible to monitor cannabis cultivation on a large scale. 3. Using NDVI as a single band to participate in image segmentation also improves the segmentation accuracy. It makes the distinction between vegetation and non-vegetation more obvious. The improved optimal scale selection model takes into account the characteristics of all bands, and the optimal scale based on the model is more scientific, which basically ensures the accuracy of information extraction.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S563.3;S127
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，本文編號(hào)：1661126
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