Способ оценки засоленности почвы на орошаемых землях хлопкового севооборота

 

Использование: сельское хозяйство, мелиорация и исследование почвы орошаемых земель хлопкового севооборота. Сущность изобретения: способ позволяет повысить точность оценки засоленности почвы на всей исследуемой площади. Способ включает осуществление аэрокосмической многозональной съемки площади в весенний и позднолетний периоды вегетации сельскохозяйственной культуры, дискретизацию и квантование изображений, совмещение по координатам соответствующих элементов зональных аэрокосмических снимков, отбор выборочных наземных данных засоленности почвы в контрольных точках исследуемой площади, определение регрессивной зависимости между степенью засоленности почвы и яркости изображения, при этом на аэрокосмических съемках исключают изображения участков, не занятых хлопчатником , а на остальных участках с учетом регрессионной зависимости оценивают засоленность почвы. 2 ил. т fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4915566/15 (22) 25.01.91 (46) 07.04.93, Бюл, М 13 (71) Московский гидромелиоративный институт (72) А.В. Ильинко, Д.А. Соколов, В.П, Шуклин и А.Б, Миронов (56) Горбачев В.В., Шуклин В.В. Опыт машинной обработки аэрокосмической информации для оценки мелиоративного состояния орошаемых земель. — Проблемы освоения пустынь, 1987, N. 1, с. 58-65. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ЗАСОЛЕННОСТИ

ПОЧВЫ .НА ОРОШАЕМЫХ ЗЕМЛЯХ ХЛОПКОВОГО СЕВООБОРОТА . (57)Использование: сельскоехозяйство,мелиорация и исследование почвы орошаемых земель хлопкового севооборота. Сущность изобретения: способ позволяет повысить

Изобретение относится к области обработки изображений, преимущественно к дешифрированию многозональных космических снимков с помощью ЭВМ, и может быть использовано при реализации технологии автоматизированной обработки аэрокосмической информации при оценке засоления почв на орошаемых землях хлопкового севооборота, Цель изобретения - повышение точности оценки засоленности почвы ма всей исследуемой территории.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Выполняют многозональную аэрокосмическую съемку исследуемой площади в весенний (момент времени tt) и позднелет. ний (момент времени t2) периоды вегетации

Я2 1807312 А1 (я)5 G 01 С 11/06, G 01 N 33/24 точность оценки засоленности почвы на всей исследуемой площади. Способ включает осуществление аэрокосмической многозональной съемки площади в весенний и позднолетний периоды вегетации сельскохозяйственной культуры, дискретизацию и квантование изображений, совмещение по координатам соответствующих элементов зональных аэрокосмических снимков, отбор выборочных наземных данных засаленности почвы в контрольных точках исследуемой площади, определение регрессивной зависимости между степенью засоленности почвы и яркости изображения, при этом на аэрокосмических съемках исключают изображения участков, не занятых хлопчатником, а на остальных участках с учетом регрессионной зависимости оценивают засоленность почвы. 2 ил, 1l сельскохозяйственных культур. Для обработки берут двухзональные снимки, полученные в красной и инфракрасной зонах электромагнитного спектра. Разновременные многозональные снимки поступают в блок дискретизации и квантования зональных изображений 2, где производят их оцифровку с шагом 50 мкм, в результате чего элемент цифрового изображения соответствует на местности площадке 50х50 м. Пол- ученмые цифровые изображения поступают в блок запоминающих устройств 3, где записываются на магнитные ленты (МЛ). Записамные на МЛ цифровые изображения поступают в блок коррекции изображений

4, где производят; приведение к масштабу 1:1 000 000 всех зональных изображений;

1807312 нэрмализацию яркостей по полю изображения.

Совмещение по координатам соответствующих элементов зональных изображений производят в блоке 5, в результате чего площадка на местности площадью $=0,25 га с коордийатами (х.у) соответствует вектор яркости:

Е=(91(т1)g2(t2), 92(т2)/91(т1), 91(t2), 92(t2), g2(t2) /g 1(t2)) где 91 и 92 — соответственно яркости иэображений в красной и ИКб зонах спектра.

После записи совмещенйого изображения исследуемой территории в запоминающем устройстве 6 приступают к обучению— распознаванию. Для этого выбирают фрагмент совмещенного изображения на территорию, содержащую контрольные точки отбора наземных данных и выводят в запоминающее устройство 7. Отбор данных наземного полевого обследования .8 для формирования обучающей выборки в блоке 9 заключается в проведении.картирования расположения сельскохозяйственных культур и отборе почвенных образцов на солевое опробование, Формирование обучающей выборки проводят ежегодно в сроки синхронные с t1 и t2. 8 момент t1 определяют обучающую выборку (методом рекогносцировочного обследования) в основном с целью разделения объектов распознавания на 3 класса: хлопчатник, солончак (пятая градация эасоления) и все остальное.

В момент t2 на полях под хлопчатником и солончаком проводят сбор почвенных образцов, отмечая положение скважин. на планах землепользования или увеличенных отпечатках космических снимков предыдущих лет.

Обучение распознаванию проводят в двух блоках: — блоке обучения классификации природных образований 10 с целью достоверного выделения природных образований (задают коэффициенты соответствия между яркостью изображения и видом выращиваемой сельскохозяйственной культуры в весенний и позднелетний периоды вегетации сельскохозяйственных культур); — блоке оптимальной регрессионной зависимости И

$=f(Z) где S — засоление почвы (сумма токсичных солей, определенная путем обработки в химической лаборатории почвенных образцов);

Z — информативный признак наиболее чувствительный к засолению почвы в качестае которого чаще всего используется нелинейный признак, связывающий яркость элемента изображения в красной и ИКб зонах, т.е. Z=g2(t2)/g1(t2).

5 Распознавания проводят по следующей схеме.

Каждый элемент разновременного многозонального изображения с координатами (х,у) идентифицируют с классом "хлопчат"0 ник" путем сравнения текущих значений коэффициентов соответствия между яркостью изображения и видом выращиваемой сельскохозяйственной культуры с заданными и, если это "хлопчатник", то по регрессионной

"5. зависимости находят оценку засоленности почвы.

В блоке 12 осуществляют оценку точности результатов, полученных в блоках 10 и

11. Наличие обратной связи между блоком

20 12 и блоками 10 и 11 позволяет проводить обучение до достижения требуемой точно. сти распознавания. После этого данные иэ блоков 10 и 11, через блок передачи решающего правила13, поступают в блоки 14и15для

25 осуществления автоматического распознавания, которое реализуют по следующей схеме . автоматическая классификация — автоматическая оценка засоленности почвы с использованием оптимальной регрессионной

30 зависимости.

По окончании распознавания разновременного многозонального изображения для всей исследуемой территории результаты распознавания на бумажном или машинном

35 носителе переносят на графическую систему 16, где осуществляют построение картысхемы "Засоление почв" требуемого масштаба.

40 Формула изобретения

Способ оценки эасоленности почвы на орошаемых землях хлопкового севооборота, включающий аэрокосмическую многозональную съемку площади, последующие

45 дискретизацию и квантование изображений, совмещение по координатам соответствующих элементов зональных аэрокосмических снимков, отбор выборочных наземных данных засоленности почвы в контрольных точ50 ках исследуемой площади, определение регрессионной зависимости между степенью засоленности почвы и яркостью изображения на участках, занятых хлопчатником, и оценку по данной зависимости - 5 степени засоленности исследуемой территории,отличающийся тем,что,сцелью повышения точности оценки эасоленнбсти, почвы на всей исследуемой площади, аэрокосмическую съемку осуществляют в весенний и позднелетний периоды вегетации

1807312

Фиг. 8 сельскохозяйственных культур, задают коэффициенты соответствия между яркостью изображения в данные периоды и видом выращиваемой сельскохозяйственной культуры, определяют текущие значения этих параметров и по результату их сравнения с заданными исключают изображения участков незанятых хлопчатником, а на остальных участках определяют степень эасоленности почвы по регрессионной за5 висимости степени.засоленности почвы от яркости изображения.

1807312

Составитель А. Миронов

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор С. Юско

Заказ 1372 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113036. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 е