[发明专利]输电线路走廊区域自动选择特征的植被分类方法

说明书

本发明公开了一种输电线路走廊区域植被分类方法，包括：步骤1，提取训练样本和交叉验证样本的特征，所有训练样本的多种特征构成特征集；步骤2，基于训练样本和交叉验证样本，采用交叉验证法进行特征优化选择，以获得优选特征；步骤3，采用优选特征对遥感影像测试数据进行植被分类。本发明方法在特征选择阶段无需进行大量迭代计算，经优化选择后所得组合特征具有鲁棒性，将组合特征用于遥感影像输电线路走廊区域的植被分类，可显著提高算法计算效率和分类精度。

技术领域

本发明属于遥感影像智能化分析技术领域，特别涉及一种输电线路走廊区域自动选择特征的植被分类方法。

背景技术

随着国民经济快速增长，电网建设迅猛发展，输电线路的安全稳定运行是保障人们生活的重要条件。我国输电线路送电距离长、跨越区域广、沿途地形与地质条件复杂。植被是陆地生态系统的主体，作为绿地系统主要组成部分，其在整个生态系统中发挥着不可替代的作用。对电力系统中高压输电线路而言，林木植被的走向和分布对输电线路的设计和运行有着重大影响。例如，输电线路杆塔高度、杆塔选址以及输电线路的设计均受植被生长情况的影响。特别是近年来，输电线路走廊附近山林火灾、烧荒等引发的线路跳闸事故频发，造成巨大的经济损失。除人为因素外，山林植被自燃造成的火灾是引发跳闸的主要原因。随着电网建设的不断发展，高压、特高压输电线路将覆盖更多复杂环境的地区，无论是已经开发和利用的耕地、针叶林，还是未经开发的自然保护区，对植被种类及生长情况的监测都将成为输电线路建设和安全运行所必须面对的关键问题。我国输电线路覆盖范围广，沿途植被种类繁多，通过遥感手段进行植被分类可以有效判断易燃植被类型和植被区域，从而确定山林火灾易发区，对预防山林火灾、防止线路跳闸、保障输电线路安全运行意义重大。

资源三号(ZY-3)卫星是中国第一颗自主的民用高分辨率立体测绘卫星，通过立体观测，可测制1∶5万比例尺地形图，无需野外实地测量，即可实现数据的准确采集，同时也实现了影像加工和整理的整体数字化。卫星的主要任务是长期、连续、稳定、快速地获取覆盖中国的高分辨率立体影像和多光谱影像，为国土资源调查与监测、防灾减灾、农林水利、生态环境、城市规划与建设、交通、国家重大工程等领域的应用提供服务。

从输电线路设计和运行情况来看，郊区、户外的输电线路均不同程度地经过植被覆盖区域，这直接决定了输电线路的设计和运行。因此，深入调查输电线路走廊区域的植被分布和特性显得尤为重要。分类是遥感图像解译的一个重要环节，也是遥感研究领域的热点。如今随着图像分辨率的大幅提高，其所包含的地物目标细节更加明显，形状纹 理结构等信息也更加突出。面对丰富的特征信息，选择有针对性的特征是提高分类性能的一个关键环节。孙显等人^[1]的研究结果表明，利用形状和颜色特征可有效提取高分辨率遥感图像中建筑物目标。等人^[2]将遥感影像的语义标注与LDA(Latent DirichletAllocation)模型^[3]结合，取得了一定效果。LIU C等人^[4]的研究结果表明，将若干特征组合，分类效果要优于单特征，但并非使用特征的种类越多分类效果就越好。对于如何选出有针对性的特征，LIU C等人^[4]提出利用增广LDA模型(augmented LDA，aLDA)完成特征的最优选择。