[發明專利]一種震后高分辨率SAR圖像單體建筑物倒塌損毀檢測方法

有效

• 申請號: 201810028118.3
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108416760B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 吳樊;王超;龔麗霞;張紅;張波
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 武媛;呂學文

1.一種震后高分辨率SAR圖像單體建筑物倒塌損毀檢測方法，其特征在于：所述檢測方法包括以下步驟：

1)、輸入震后高分辨率SAR圖像和建筑物地圖；

2)、根據SAR數據類型對震后高分辨率SAR圖像進行輻射標定；

3)、利用震后高分辨率SAR圖像中頭文件提供的坐標信息進行幾何糾正；

4)、震后高分辨率SAR圖像與建筑物地圖配準；經過幾何糾正的震后高分辨率SAR圖像具有地理坐標信息，建筑物地圖也具有地理坐標信息，通過地理坐標可以將建筑物地圖與震后高分辨率SAR圖像進行配準；

5)、從震后高分辨率SAR圖像中提取單體建筑物地表覆蓋范圍；

利用各單體建筑物在地圖中的坐標，投影到糾正好的震后高分辨率SAR圖像中，根據建筑物地圖中的各單體建筑物的坐標范圍，從震后高分辨率SAR圖像中獲取對應的單體建筑物圖像范圍；

6)、在震后高分辨率SAR圖像的單體建筑物地表覆蓋范圍內提取圖像特征；

7)、利用PCA變換對所得到的圖像特征進行變換；

8)、根據PCA變換后的第一主成分和第二主成分，利用分類器對單體建筑物直立或倒塌損毀進行分類判別。

2.根據權利要求1所述的震后高分辨率SAR圖像單體建筑物倒塌損毀檢測方法，其特征在于：所述檢測方法還包括以下步驟：

9)、結果評價：利用地面實地調查數據對分類結果進行評價。

3.根據權利要求2所述的震后高分辨率SAR圖像單體建筑物倒塌損毀檢測方法，其特征在于：步驟9)的具體方法是根據震后高分辨率SAR圖像的成像日期，獲取地面實地觀測資料，得到觀測區直立建筑物和倒塌損毀建筑物的實際分布情況，將分類判別結果與地面實際類別進行比較，計算出混淆矩陣，使用Kappa系數和總體分類精度對結果進行精度評價；

總體分類判別精度計算公式為：式中h_ii為第i行第i列混淆矩陣像元數，N為參與分類的總像元數，n為分類類別總數；

Kappa系數計算公式為：式中h_i+與h_+i分別為混淆矩陣第i行像元數總和與第i列像元數總和。

4.根據權利要求1所述的震后高分辨率SAR圖像單體建筑物倒塌損毀檢測方法，其特征在于：所述步驟2)中輻射標定是將圖像數值DN轉換為后向散射值σ°；

σ°＝(k_s×|DN|²-NEBN)×sinθ_loc

式中k_s為定標參數，NEBN為雷達等效噪聲強度，該參數反映了噪聲對雷達信號的影響，θ_loc為對應像素的局部入射角，deg為多項式的階數，coeff_i為第i次多項式的系數，τ_ref為參考時間點，τ_min與τ_max為距離向上第一個像素和最后一個像素的記錄時間，τ為距離向上所考察的像素的記錄時間，參數k_s、τ_ref、τ_min、τ_max從震后高分辨率SAR圖像的頭文件中獲得。

5.根據權利要求1所述的震后高分辨率SAR圖像單體建筑物倒塌損毀檢測方法，其特征在于：步驟6)中所述圖像特征包括后向散射特征與紋理特征，后向散射特征包括單體建筑物范圍圖像方差，紋理特征包括同質性和二階矩；

同質性的計算公式為：

二階矩的計算公式為：

其中，p(i，j)為歸一化灰度共生矩陣第i行第j例的數值。

6.根據權利要求1所述的震后高分辨率SAR圖像單體建筑物倒塌損毀檢測方法，其特征在于：所述步驟8)中利用分類器對單體建筑物直立或倒塌損毀進行分類判別之前需要對分類器進行訓練，訓練方法是根據震后高分辨率SAR圖像的成像日期，獲取地面實地觀測資料，在震后高分辨率SAR圖像中選取部分直立建筑物和倒塌損毀建筑物作為訓練樣本，對分類器進行訓練；再利用訓練好的分類器，對輸入的建筑物樣本進行分類判別。