[發明專利]一種基于監督分類和DEM的露天開采區邊界提取方法

在審

• 申請號: 202010995020.2
• 申請日: 2020-09-21
• 公開（公告）號: CN112232135A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 包勤躍;汪宏;趙守恒;汪兵兵
• 申請（專利權）人: 銅陵有色金屬集團股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 朱克儉

本發明公開一種基于監督分類和DEM的露天開采區邊界提取方法，涉及圖像處理技術領域，以同一時期的高分辨率Google Earth影像采集訓練樣本，對開采后質量較優的Landsat 8 OLI影像采用ENVI提供的支持向量機分類法進行監督分類，從而得到露天開采區邊界1；在ArcGIS中對開采前后的兩期DEM進行配準并相減，以5m為閾值，提取露天開采區邊界2；基于ArcGIS處理露天開采區邊界1和邊界2中的空洞和碎斑，并作相交運算，從而得到最終的露天開采區邊界。本發明提供的露天開采區提取方法，以ENVI和ArcGIS為平臺，綜合遙感監督分類的技術優勢及開采前后的高程變化，快速、準確地提取大范圍露天開采區。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，涉及一種基于監督分類和數字高程模型(digitalelevation model,DEM)的露天開采區提取方法。

背景技術

礦產資源是我國社會經濟發展的重要物質基礎，露天開采具有資源回采率高、勞動效率高、機械化程度高、安全條件好、生產成本低等優點，廣泛的露天開采導致了煤礦的重大變化，對環境造成了嚴重的破壞。如何做到快速、準確、實時的監測礦山開發成為解決礦山自然環境問題的重中之重。由于遙感具有范圍廣、信息量大、獲取信息快、效益高等技術優勢，已經成為區域露天開采區信息提取和監測的重要手段。

現有基于遙感影像進行露天開采區提取的方法主要分為人工方法和傳統遙感自動提取方法。目視解譯方法主觀性較強且工作效率低，傳統遙感自動提取方法主要利用遙感影像不同波段所攜帶的光譜信息，沒有考慮對象的空間、紋理等信息，易產生錯分。

DEM差值可以有效地反映區域高程變化，基于監督分類和DEM進行露天開采區邊界提取，可快速、準確地提取大范圍露天開采區。

發明內容

本發明的目的在于提供一種露天開采區提取方法，以ENVI和ArcGIS為平臺，綜合遙感監督分類的技術優勢及開采前后的高程變化，快速、準確地提取大范圍露天開采區。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于監督分類和DEM的露天開采區邊界提取方法，該方法包括以下步驟：

S1：選取指定區域開采后對應的質量較優的Landsat 8 OLI影像，并對其進行預處理，得到Image1；

S2：以與步驟1選取的Landsat 8 OLI影像同一時期的高分辨率Google Earth影像為參照建立訓練樣本，并對Image1進行監督分類，獲得含分類信息的Image2；

S3：將Image2中分類信息為露天開采區的柵格轉為矢量，得到矢量數據Vector1；

S4：在ArcGIS中對矢量數據Vector1中的矢量要素進行空洞和碎斑處理，得到只含露天開采區邊界1信息的矢量數據A；

S5：以ArcGIS為平臺，對指定區域開采前后的兩期DEM分別作投影處理，得到影像DEM1和影像DEM2；

S6：對DEM1和DEM2進行配準并作相減運算，得到含高程差值信息的影像Elevation1；

S7：對影像Elevation1作二值化處理過濾掉低于閾值的高程差信息，獲得含露天開采區高程差信息的影像Elevation2；

S8：提取影像Elevation2中有露天開采區高程差信息的區域對應的柵格并轉為矢量，得矢量數據Vector2；

S9：對矢量數據Vector2進行空洞和碎斑處理，得到含露天開采區邊界2信息的矢量數據B；

S10：在ArcGIS中對矢量數據A和矢量數據B作相交運算，得到含真實露天開采區邊界信息的矢量數據C。