(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111642814.1 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 中国科学院空天信息创新研究院 地址 100094 北京市海淀区邓庄南路9号 (72)发明人 王大成　马瑞雪　柳树福　 (74)专利代理 机构 北京远创理想知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11513 代理人 卫安乐 (51)Int.Cl. G06V 20/13(2022.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/28(2022.01) G06V 10/74(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G06K 9/62(2022.01)G06N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种基于高分辨率卫星遥感的裸土监测方 法、 装置和设备 (57)摘要 本发明涉及一种基于高分辨率卫星遥感的 裸土监测方法， 包括采集待监测区域的遥感图 像， 并对遥感图像进行预处理后进行分割， 提取 各分割区域的目标特征； 根据分割区域的目标特 征、 预设裸土地形的目标特征以及裸土监测模 型， 确定分割区域的裸土区域， 其中裸土监测模 型是基于U ‑net神经网络模型训练得到的； 将裸 土区域的遥感影像与待监测区域的遥感图像的 彩色合成图像进行叠置， 得到待监测区域的裸土 区域。 本发明适用于大范围裸土变化监测， 时空 连续性强， 不需要事先提取裸土。 充分考虑到不 同地物类型在不同遥感指标中呈现的差异性， 进 而判断是否发生裸土变化， 且能够提高识别结果 的精度。 本发 明还涉及一种基于高分辨率卫星遥 感的裸土监测装置和设备。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114419458 A 2022.04.29 CN 114419458 A 1.一种基于高分辨 率卫星遥感的裸土监测方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 采集待监测区域的遥感图像， 并对所述遥感图像进行预处理后进行分割， 提取各分割 区域的目标 特征； 根据所述分割区域的目标特征、 预设裸土地形的目标特征以及裸土监测模型， 确定所 述分割区域的裸土区域， 其中所述 裸土监测模型 是基于U‑net神经网络模型训练得到的； 将所有所述分割区域的裸土区域的遥感影像与所述待监测区域的遥感图像的彩色合 成图像进行叠 置， 得到所述待监测区域的裸土区域。 2.根据权利要求1所述的基于 高分辨率卫星遥感的裸土监测方法， 其特征在于， 所述对 所述遥感图像进行 预处理后进行分割， 提取 各分割区域的目标 特征， 具体包括： 对所述遥感图像进行辐射定标、 大气校正和裁 剪， 得到多个分割区域； 分别计算各所述分割区域中像元的NVDI时间序列曲线， 计算各所述像元的NVDI时间序 列曲线与标准 裸土地形的NVDI时间序列曲线的相似度； 将所述相似度值大于预设阈值的所述像元的数量大于预设数量的所述分割区域作为 待研究分割区域； 采用特征提取网络对各所述待研究分割区域进行二值化特征提取， 获得各所述待研究 分割区域的目标特征； 其中， 所述特征提取网络是基于双曲函数进 行构建， 并利用浮点特征 提取网络进行训练后得到的。 3.根据权利要求1所述的基于 高分辨率卫星遥感的裸土监测方法， 其特征在于， 所述根 据所述分割区域的目标特征、 预设裸土地形 的目标特征以及裸土监测模型， 确定所述分割 区域的裸土区域， 具体包括： 将所述分割区域的目标特征和所述预设裸土地形的目标特征输入所述裸土监测模型， 得到所述分割区域中的裸土区域。 4.根据权利要求2所述的基于 高分辨率卫星遥感的裸土监测方法， 其特征在于， 所述对 所述遥感图像进行辐射定标、 大气校正和裁 剪， 得到多个分割区域， 具体包括： 对所述遥感图像进行 标注包括农田、 林地、 裸土、 河流、 城镇和道路； 并对所述遥感图像进行随机 裁剪、 翻转、 旋转、 色度变化、 明暗变化和噪声干扰； 对所述遥感图像进行超像素计算， 得到若干相邻的所述分割区域。 5.根据权利要求2所述的基于 高分辨率卫星遥感的裸土监测方法， 其特征在于， 所述分 别计算各所述分割区域中像元的NVDI时间序列曲线， 计算各所述像元的NVDI时间序列曲线 与裸土地形的标准 NVDI时间序列曲线的相似度， 具体包括： 所述裸土地形的标准NVDI时间序列曲线是通过记录在某一时间点的裸土地形的NVDI 系数的平均值， 从而得到所述 裸土地形的标准 NVDI时间序列曲线； 获取所述分割区域中像元的归一化植被指数NDVI， 通过波段合成和 SG滤波获得所述分 割区域中像元的NDVI时间序列曲线； 采用弗雷歇距离算法， 计算所述像元的NVDI时间序列曲线与 裸土地形的标准NVDI时间 序列曲线的相似度。 6.根据权利要求1所述的基于 高分辨率卫星遥感的裸土监测方法， 其特征在于， 所述将 所有所述分割区域的裸土区域的遥感影像与所述待监测区域的遥感 图像的彩色合成 图像 进行叠置， 得到所述待监测区域的裸土区域， 具体包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114419458 A 2在遥感图像处理平台ENVI中对所述分割区域的裸土区域的遥感影像与与所述待监测 区域的遥感 图像的彩色合成图像进行第一波段运算， 符合第一预设条件的为裸土地形， 否 则去除， 得到第一 二值图像； 在遥感图像处理平台ENVI中对所述分割区域的裸土区域的遥感影像与所述待监测区 域的遥感图像的彩色合成 图像进行第二波段运算， 符合第二预设条件的为裸土地形， 否则 去除， 得到第二 二值图像； 将所述第一二值图像和所述第 二二值图像进行逻辑交集运算， 得到所述待监测区域的 裸土区域。 7.一种基于高分辨 率卫星遥感的裸土监测装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 采集模块， 用于采集待监测区域的遥感图像， 并对所述遥感图像进行预处理后进行分 割， 提取各分割区域的目标 特征； 提取模块， 用于根据所述分割区域的目标特征、 预设裸土地形的目标特征以及裸土监 测模型， 提取所述分割区域的裸土区域， 其中所述裸土监测模型是基于U ‑net神经网络模 型 训练得到的； 合成模块， 用于将提取的所有所述分割区域的裸土区域的影像与所述待监测区域的遥 感图像的彩色合成图像进行叠 置， 得到所述待监测区域的裸土区域。 8.根据权利要求7 所述的基于高分辨 率卫星遥感的裸土监测装置， 其特 征在于： 所述采集模块， 具体用于对所述遥感图像进行辐射定标、 大气校正和裁剪， 得到多个分 割区域； 分别计算各所述分割区域中像元的NVDI时间序列曲线， 计算各所述像元的NVDI时间序 列曲线与标准 裸土地形的NVDI时间序列曲线的相似度； 将所述相似度值大于预设阈值的所述像元的数量大于预设数量的所述分割区域作为 待研究分割区域； 采用特征提取网络对各所述待研究分割区域进行二值化特征提取， 获得各所述待研究 分割区域的目标特征； 其中， 所述特征提取网络是基于双曲函数进 行构建， 并利用浮点特征 提取网络进行训练后得到的。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器执 行时实现权利要求1 ‑6中任一项所述的基于高分辨 率卫星遥感的裸土监测方法的步骤。 10.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算 机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的基 于高分辨 率卫星遥感的裸土监测方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114419458 A 3