[發(fā)明專利]一種描述地物空間關(guān)系語義的遙感影像智能理解的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711045073.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107807986B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳杰;韓雅榮;吳志祥;周興;鄧敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G06F16/56
• 分類號: G06F16/56;G06F16/51;G06F16/53;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 43214 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 鄭雋;周曉艷

1.一種描述地物空間關(guān)系語義的遙感影像智能理解的方法，其特征在于，包括構(gòu)建遙感影像語義理解基準(zhǔn)庫和進(jìn)行遙感影像的語義智能描述；

構(gòu)建遙感影像語義理解基準(zhǔn)庫具體包括以下步驟：

步驟A1、獲取遙感影像及與遙感影像對應(yīng)匹配的矢量數(shù)據(jù)；

步驟A2、矢量數(shù)據(jù)的篩選，具體是：保存能夠反映地物基本類型的矢量數(shù)據(jù)和刪除不能夠反映地物基本類型的矢量數(shù)據(jù)；

步驟A3、遙感影像的分塊裁剪和矢量數(shù)據(jù)的分塊裁剪，具體是：生成多幅規(guī)定尺寸的遙感影像塊；生成多幅與所述遙感影像塊相匹配的多幅矢量數(shù)據(jù)塊；

步驟A4、對第i塊遙感影像塊進(jìn)行目標(biāo)選擇，具體是：根據(jù)矢量數(shù)據(jù)塊中記錄的屬性數(shù)據(jù)確定遙感影像塊中的目標(biāo)，i為大于等于1且小于等于遙感影像塊總數(shù)的自然數(shù)；

步驟A5、遙感影像塊空間關(guān)系的確定，具體是：根據(jù)步驟A4所選擇的目標(biāo)，判定各目標(biāo)之間的空間關(guān)系；

步驟A6、生成遙感影像塊對應(yīng)的描述語句，具體是：根據(jù)步驟A4所選擇的遙感影像塊中的目標(biāo)、步驟A5所得各目標(biāo)之間的空間關(guān)系以及構(gòu)建的語句模板生成遙感影像塊對應(yīng)的描述語句；

步驟A7、根據(jù)步驟A6所得遙感影像塊對應(yīng)的描述語句構(gòu)建遙感影像塊中的目標(biāo)及各目標(biāo)之間的關(guān)系圖；

步驟A8、取i＝i+1，若i大于遙感影像塊總數(shù)，則進(jìn)入下一步；否則，返回步驟A4；

步驟A9、獲得包含有遙感影像塊、遙感影像塊對應(yīng)的矢量數(shù)據(jù)塊、遙感影像塊對應(yīng)的描述語句、遙感影像塊中的目標(biāo)及各目標(biāo)之間的關(guān)系圖的遙感影像語義理解基準(zhǔn)庫；

對遙感影像進(jìn)行智能描述具體包括以下步驟：

步驟B1、對模型進(jìn)行訓(xùn)練，具體是：從遙感影像語義理解基準(zhǔn)庫中選擇M幅遙感影像塊，提取此些遙感影像塊的特征向量并對遙感影像塊對應(yīng)的描述語句進(jìn)行詞向量處理；將此些遙感影像塊的特征向量及描述語句的詞向量表示輸入到模型中進(jìn)行訓(xùn)練，使模型中的遙感影像塊與描述語句中詞語匹配的概率取得最大值并對模型中的參數(shù)進(jìn)行更新，得到更新后的模型，其中：M為遙感影像語義理解基準(zhǔn)庫中遙感影像塊總數(shù)的80％-90％；

步驟B2、對模型進(jìn)行測試，具體是：選用遙感影像語義理解基準(zhǔn)庫中的N個余量遙感影像塊，提取此些遙感影像塊的特征向量并對遙感影像塊對應(yīng)的描述語句進(jìn)行詞向量處理；將此些遙感影像塊的特征向量及描述語句的詞向量表示輸入到更新后的模型中進(jìn)行處理得到遙感影像的描述語句，N為遙感影像語義理解基準(zhǔn)庫中遙感影像塊總數(shù)的10％-20％；

步驟B3、基于訓(xùn)練并通過測試的模型，對數(shù)據(jù)庫以外的遙感影像塊進(jìn)行基于地物空間關(guān)系的遙感影像智能描述。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描述地物空間關(guān)系語義的遙感影像智能理解的方法，其特征在于，所述步驟A1中獲取遙感影像及與遙感影像對應(yīng)匹配的矢量數(shù)據(jù)的方式是：從互聯(lián)網(wǎng)開源的眾源OSM數(shù)據(jù)、國土部門以及測繪部門中至少一種方式獲?。?/p>

所述步驟A2中反映地物基本類型的矢量數(shù)據(jù)包括耕地、園地、林地、草地、房屋建筑、道路、水域以及構(gòu)建物中的至少一種；

所述步驟A3中遙感影像塊的像素為600×600或800×800。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的描述地物空間關(guān)系語義的遙感影像智能理解的方法，其特征在于，所述步驟A4中確定遙感影像塊中的目標(biāo)的方法采用中心點法、面積占優(yōu)法、百分比法以及重要性法中的至少一種；

所述步驟A5中的空間關(guān)系包括拓?fù)潢P(guān)系、方向關(guān)系和定性的距離關(guān)系，所述拓?fù)潢P(guān)系采用九交模型中常用的相離、相接、覆蓋、覆蓋于、相交、重疊、包含以及包含于共8個拓?fù)潢P(guān)系；所述方向關(guān)系采用四方向模型和/或八方向模型進(jìn)行確定；所述定性的距離關(guān)系使用目標(biāo)之間的最短距離與遙感影像圖幅范圍的百分比值s判斷定性距離關(guān)系，若0<s<0.5，則判定為近，若0.5<s<1，則判定為遠(yuǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描述地物空間關(guān)系語義的遙感影像智能理解的方法，其特征在于，所述步驟A6中構(gòu)建的語句模板包含依據(jù)地理認(rèn)知表達(dá)和人們?nèi)粘１磉_(dá)的習(xí)慣和方式歸納總結(jié)出常用的句式。