Extracción de zonas de acuicultura mediante teledetección satelital

La acuicultura es un tipo de acuicultura que utiliza superficies de agua naturales o estanques artificiales para criar alevines de peces, mariscos, crustáceos y algas de alto valor, proporcionándoles alimento, controlando enfermedades y promoviendo su rápido crecimiento mediante reproducción artificial: una operación de producción planificada. Mi país es la mayor nación acuícola del mundo y el único país del mundo cuya producción acuícola supera su captura, y la escala de la acuicultura continúa creciendo rápidamente.

La teledetección ofrece ventajas como un amplio rango de detección, una rápida adquisición de datos, un ciclo corto, alta puntualidad, bajo costo y elevados beneficios económicos. Las imágenes de teledetección permiten extraer rápidamente información temática para la acuicultura, lo que ayuda a las granjas a seleccionar emplazamientos, determinar las especies acuícolas y controlar la densidad de población y la contaminación del agua.

△ Monitoreo mediante teledetección de la zona de acuicultura

El método principal de extracción de información orientada a objetos para áreas de acuicultura consiste primero en segmentar la imagen en varios segmentos, es decir, objetos, basándose en las características espectrales de dichos segmentos. A continuación, se extrae información sobre las áreas de acuicultura a partir de estos segmentos.

Primero, inicialice los puntos semilla (centros de clúster): distribuya uniformemente los puntos semilla dentro de la imagen según el número establecido de superpíxeles, es decir, el número de volúmenes de segmentación; vuelva a seleccionar puntos semilla en el vecindario de los puntos semilla ya asignados y calcule los valores de gradiente de todos los píxeles en el vecindario; reasigne el píxel con el gradiente más pequeño como punto semilla; asigne una etiqueta de clase a cada píxel en el vecindario alrededor de cada punto semilla; para cada píxel buscado, calcule su distancia al punto semilla y optimice iterativamente.

△ Diagrama esquemático de segmentación de imágenes

Una vez generadas las regiones segmentadas, se calculan índices de teledetección como el índice de vegetación, el índice de agua y el valor de reflectancia de cada banda para cada región segmentada. Con base en las características del área de acuicultura, como el NDVI, el NDWI y la reflectancia de la banda, se establecen umbrales correspondientes. A los segmentos que cumplen con las condiciones del umbral se les asigna un valor de 1, y a los que no, un valor de 0. Finalmente, las regiones marcadas con 1 se vectorizan para obtener el rango del área de acuicultura extraída.

La superficie de acuicultura obtenida mediante inversión basada en este método se muestra en la figura siguiente.

△ Resultados extraídos del área de acuicultura