[發明專利]基于歷史空間信息和圖像分割的遙感影像變化檢測方法

有效

• 申請號: 201010052677.1
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN112166696B
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 吳雙;汪愛華;周會珍;李麗;文強;王智勇;郭興杰;曾慶偉
• 申請（專利權）人: 二十一世紀空間技術應用股份有限公司
• 主分類號: G06T7/40
• 分類號: G06T7/40;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于歷史空間信息和圖像分割的遙感影像變化檢測方法，包括以下步驟：

步驟一：數據采集與處理

采集影像數據和歷史空間信息矢量數據，所述影像數據與歷史空間信息矢量數據成圖比例尺相同或更高；對影像數據和歷史空間信息矢量數據進行處理，使之具有相同的投影坐標系統和空間范圍；

步驟二：影像數據分割

使用多尺度圖像分割方法對影像數據進行分割，得到同質分割對象；

步驟三：選取地類樣本

(1)基于歷史空間信息矢量數據，選擇其中一種地類，計算屬于該地類的各地塊中心內點；

(2)對于步驟二中得到的影像分割對象，利用步驟(1)中得到中心內點，選取其對應的分割影像對象，稱之為中心內點分割影像；

(3)對步驟(2)中得到的所有中心內點分割影像進行直方圖統計，利用EM方法對直方圖進行逼近，得到若干高斯分布函數，利用各高斯分布函數之間的相交點作為分段閾值，對各中心內點分割影像歸類標識；參照歷史空間信息矢量數據的屬性信息和先驗知識，判讀歸類后的中心內點分割影像是否屬于步驟(1)所選擇的地類，如屬于則加入樣本區，否則加入偽樣本區；樣本區所處的高斯分布函數與相鄰高斯分布函數的兩個相交點之間的區間即為該地類的特征值區間，記為[M1，M2]；

(4)對于歷史空間信息矢量數據中的其他地類，其樣本選取方法重復上述步驟(1)至(3)；

步驟四：建立樣本知識庫

根據步驟三得到的樣本區建立樣本知識庫；

步驟五：變化檢測

利用歷史空間信息矢量數據，從地類地塊的變化特點出發，分別以地塊和步驟二得到的地塊內影像分割對象為單元，利用步驟四中的地類樣本進行變化檢測。

2.如權利要求1所述的檢測方法，其特征在于：步驟四中樣本知識庫包括地類類型和編碼、樣本區、地類統計量和特征值，以及元數據。

3.如權利要求1所述的檢測方法，其特征在于：步驟五中變化檢測流程如下：

(1)根據步驟三，將某地類的所有地塊分為樣本區所在的地塊和偽樣本區所在的地塊兩種情況；

(2)計算影像數據中各地塊特征值標準方差STD_cki以及步驟二得到的各影像分割對象的特征均值，STD_cki為第c地類第k個地塊在第i波段的特征值標準方差；

(3)以地類地塊為單元，進行地塊變化類型檢測

在樣本區所在的地塊中設置判別方法一如下：

如果地塊的則地塊為未變化地塊，否則為局部變化地塊；

在偽樣本區所在的地塊中設置判別方法二如下：

如果地塊的則地塊為整體變化成一種地類地塊，否則為整體變化成多種地類地塊或局部變化地塊；

其中，m為參與計算的特征波段數，T1、T2為閾值；關于T1值的計算，可參照影像數據，在地類樣本相應波段的特征值標準方差的1-2倍之間微調確定；關于T2值的計算，可參照影像數據，在偽樣本相應波段的特征值標準方差的1-2倍之間微調確定；

(4)以影像分割對象為單元，進行變化檢測

對于未變化地塊和整體變化成一種地類地塊兩種類型以外的其它所有地塊，以影像分割對象為單元，進行變化檢測；對于步驟(2)中得到的各影像分割對象的特征均值，如果其落入地類的特征值區間[M1，M2]內，則該對象沒有發生變化，否則，則認為該對象發生了變化；

將檢測到發生變化的影像分割對象轉換成矢量多邊形，與歷史空間信息矢量數據中除未變化地塊和整體變化成一種地類地塊兩種類型以外的其它所有地塊進行疊加，如果某地塊內發生變化的區域面積等于其地塊總面積，則該地塊為整體變化成多種地類地塊，否則為局部變化地塊；

(5)輸出變化檢測結果圖

將步驟(4)檢測到發生變化的影像分割對象的矢量多邊形，以及從歷史空間矢量數據中提取出整體變化成一種地類的地塊合并輸出，得到變化檢測結果矢量圖；

(6)對于歷史空間信息矢量數據中的其他地類，其變化檢測方法重復上述步驟(1)至(5)。