[發明專利]一種基于航空影像的水體與居民地變化檢測方法

無效

• 申請號: 200710168374.4
• 申請日: 2007-11-16
• 公開（公告）號: CN101174299A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 潘勵;鄭宏;王華;劉朋飛
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所
• 代理人: 劉榮

技術領域

本發明涉及一種基于航空影像的水體與居民地變化檢測方法，屬于影像處理領域，特別是屬于航空影像處理與目標提取技術領域。

背景技術

自然界的變化和人類的活動改變了地表景觀和土地利用形式。及時、有效地監測變化區域和變化類型，是城市變化檢測和地圖自動修測的基礎工作。現代對地觀測技術進入了一個能夠及時、快速地提供各種對地觀測數據的階段。利用近期航空影像，實現數據快速更新，成為地圖修測的一項重要手段。自動、高效、準確地從某地區近期航空影像中提取水體和居民地并識別其變化區域和變化類型，可大大減少地圖修測的人工作業量，對地圖修測有重要的意義。

利用影像實現水體和居民地的變化檢測首要解決的問題是水體和居民地的提取。Andrea采用區域增長的方法從中小比例尺影像提取居民地；Heipke將紋理分析方法和建筑物自動檢測算法結合提取居民地，并對GIS數據庫進行半自動修測；Paola深入研究居民地提取算法，比較BP神經網絡和最大似然分類兩種方法提取居民地，分析算法的局限性和適用性；楊存建從對居民地的遙感信息機理入手，分析目標在TM影像各個波段上與其他地物的可分性；易祎以人工選取種子點的方法獲得訓練樣區，采用區域增長方法提取目標；佘瓊基于LBP/C(LocalBinary?Pattern/Contrast)法提取居民地；朱莉娜將水體分為主干河流、湖泊和支流水系網，分別對主干河流采用模式分類，對湖泊采用區域增長，對支流水系網采用多模板匹配，從遙感影像上提取水體。由于水體和居民地的復雜性，上述方法存在兩個缺陷。一是這類提取方法均需要人工選擇大量的訓練樣本；二是在目標的提取中，需要人工給出提取閾值。因此，大圖幅海量數據的更新需要大量的人工干預，無法適應生產需求。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種基于航空影像的水體與居民地變化檢測方法，充分利用已有舊矢量數據，在無人工干預的條件下實現樣本訓練和閾值確定，并根據不同的置信度和變化類型將變化檢測結果提供給作業員，提高了地圖修測的自動化程度，縮短了數據更新周期。

實現本發明目的采用的技術方案是：一種基于航空影像的水體與居民地變化檢測方法，包括以下步驟：

(1)對近期航空影像進行預處理，預處理操作包括：(a)對航空影像的正射糾正，(b)對正射影像的拼接，(c)根據同區域舊矢量數據范圍，對拼接的正射影像進行裁減，(d)將裁減結果作為變化檢測的輸入影像；

(2)將待測區域水體和居民地的舊矢量數據柵格化為二值圖像，待測區域內部與外部賦不同的標識；

(3)創建正射影像和二值圖像的金字塔影像：用低通濾波器對正射影像和二值圖像進行低通濾波，從而得到金字塔影像；

(4)在正射影像的金字塔影像上計算紋理能量特征，包括以下步驟：

I.利用微窗口對原始圖像進行卷積運算，獲得卷積圖像，通過式F(i,j)=Σk=0N-1Σl=0N-1A(k,l)I(k+i,l+j)]]>進行卷積運算，其中，A(k，l)為能量模板，I(k+i，l+j)為原始圖像，F(i，j)為卷積結果圖像，