【摘要】：灌溉渠系作為大型灌區(qū)最主要的水利設(shè)施,掌握渠系的分布信息對(duì)提高農(nóng)業(yè)輸配水效率、灌溉水情動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、灌區(qū)灌溉決策管理有非常重要的意義。本文選用無人機(jī)作為遙感平臺(tái),搭載可見光相機(jī)和多光譜相機(jī)對(duì)研究區(qū)進(jìn)行航拍獲取高分辨率灌溉渠系遙感圖像,分別針對(duì)研究區(qū)可見光遙感圖像和多光譜遙感圖像進(jìn)行渠系分布特征信息的提取,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證從完整度和準(zhǔn)確度兩個(gè)方面對(duì)提取結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià)。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)在對(duì)研究區(qū)重要灌溉渠系分布進(jìn)行地面調(diào)查的基礎(chǔ)上,分別采用固定翼無人機(jī)搭載可見光相機(jī)和四旋翼無人機(jī)搭載多光譜相機(jī)對(duì)研究區(qū)獲取航空遙感圖像。分別對(duì)遙感圖像進(jìn)行預(yù)處理,分析得出灌溉渠系在圖像中顏色特征顯示為深色,亮度較暗;形狀特征表現(xiàn)為在一定范圍內(nèi)曲率變化不明顯的線性;光譜特征在波段運(yùn)算后不同的灌溉渠有特定區(qū)間的光譜數(shù)字量化值;拓?fù)涮卣髑稻哂羞B續(xù)性,不會(huì)突然中斷。(2)針對(duì)可見光遙感圖像利用灌溉渠系的顏色特征,采用K均值聚類方法設(shè)定初始聚類中心數(shù)為3,通過迭代運(yùn)算將圖像以顏色聚為三類實(shí)現(xiàn)圖像分割。利用灌溉渠系的幾何特征用形態(tài)學(xué)運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)灌溉渠系的提取、斷裂渠系的連接和渠系細(xì)化等后處理。實(shí)驗(yàn)表明,可見光遙感圖像提取結(jié)果的完整度和準(zhǔn)確度分別為0.55和0.5,對(duì)于渠系分布簡單的小面積區(qū)域具有很好的提取效果,但是對(duì)于地物復(fù)雜、渠系分布繁雜的大型灌區(qū)提取結(jié)果不甚理想。(3)針對(duì)多光譜遙感圖像采用基于面向?qū)ο蟛煌瑢哟畏诸愄崛》椒?對(duì)未進(jìn)行灌溉作業(yè)的渠利用其光譜特征和幾何特征,通過建立規(guī)則對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行閾值設(shè)定實(shí)現(xiàn)渠系提取,對(duì)正在進(jìn)行灌溉作業(yè)的渠利用水的光譜特征結(jié)合該渠的幾何特征進(jìn)行提取,通過分層提取結(jié)果的有效組合實(shí)現(xiàn)灌溉渠系分布信息的提取并得到其矢量數(shù)據(jù),利用矢量數(shù)據(jù)的修正得到灌溉渠系的矢量結(jié)果。結(jié)果表明,多光譜遙感圖像提取結(jié)果的完整度達(dá)到0.75,準(zhǔn)確度達(dá)到0.95,采用基于面向?qū)ο蟛煌瑢哟畏诸愄崛》椒ㄌ崛∏到Y(jié)果比較理想。(4)通過對(duì)研究區(qū)內(nèi)干支渠、農(nóng)毛渠、有水渠、無水渠在遙感圖像中差異特征的有效組合,實(shí)現(xiàn)完整灌溉渠系的提取。實(shí)驗(yàn)表明該方法是有效、可行,能從研究區(qū)多光譜遙感圖像中提取出高質(zhì)量的灌溉渠系分布信息。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S274;S127

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