[發(fā)明專利]一種基于遙感影像計(jì)算農(nóng)村公路路面寬度的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011604464.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN113155033A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔應(yīng)壽;張曉征;馬驍;劉柳楊;范文濤;張龍;郭尚峰;周舟;張飛潮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02;G01C11/00;G06T7/60
• 代理公司: 北京眾澤信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11701
• 代理人: 張艷萍

1.一種基于遙感影像計(jì)算農(nóng)村公路路面寬度的方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：算法概述；

步驟2：獲取農(nóng)村公路影像上的位置；

步驟3：計(jì)算農(nóng)村公路路線在影像上的起止點(diǎn)；

步驟4：計(jì)算農(nóng)村公路的路面寬度；

所述算法概述及數(shù)據(jù)預(yù)處理包括如下：

步驟101：算法；

步驟102：獲取農(nóng)村公路矢量數(shù)據(jù)和相應(yīng)的遙感影像數(shù)據(jù)；

步驟103：數(shù)據(jù)處理技術(shù)；

所述算法包括如下步驟：

步驟1011：確定農(nóng)村公路矢量地圖的坐標(biāo)系和遙感影像數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系；

步驟1012：輸入影像數(shù)據(jù)和農(nóng)村公路數(shù)據(jù)，計(jì)算農(nóng)村公路路面寬度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感影像計(jì)算農(nóng)村公路路面寬度的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理包括如下步驟：

步驟1021：在GIS軟件中將農(nóng)村公路矢量數(shù)據(jù)和遙感影像疊加在同一個(gè)地圖展示控件內(nèi)顯示；

步驟1022：設(shè)置農(nóng)村公路矢量數(shù)據(jù)的寬度為1個(gè)像素；

步驟1023：設(shè)置農(nóng)村公路矢量數(shù)據(jù)的起止點(diǎn)對(duì)應(yīng)遙感影像上的位置；

步驟1024：根據(jù)緩沖值識(shí)別農(nóng)村公路矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)遙感影像上的圖片像素區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感影像計(jì)算農(nóng)村公路路面寬度的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理技術(shù)使用相關(guān)技術(shù)工具，對(duì)原始遙感影像進(jìn)行切割，把遙感影像按格網(wǎng)方式進(jìn)行切割處理，形成固定尺寸的圖片。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遙感影像計(jì)算農(nóng)村公路路面寬度的方法，其特征在于，所述獲取農(nóng)村公路矢量數(shù)據(jù)的起止位置信息：農(nóng)村公路矢量數(shù)據(jù)起止匹配算法包括如下步驟：

步驟201：遍歷農(nóng)村公路矢量數(shù)據(jù)內(nèi)所有路線；

步驟202：根據(jù)圖形連續(xù)性獲取農(nóng)村公路線形的起止點(diǎn)位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于遙感影像計(jì)算農(nóng)村公路路面寬度的方法，其特征在于，所述遍歷農(nóng)村公路矢量數(shù)據(jù)內(nèi)所有路線為覆蓋范圍內(nèi)所有路線數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于遙感影像計(jì)算農(nóng)村公路路面寬度的方法，其特征在于，根據(jù)圖形連續(xù)性獲取農(nóng)村公路線形的起止點(diǎn)位置算法包括如下步驟：

步驟2021：對(duì)農(nóng)村公路的點(diǎn)集合P_n使用鏈碼法搜索步長(zhǎng)L求得農(nóng)村公路點(diǎn)集合中的第P_i,i∈(1,2,…,n)處點(diǎn)F_iⁿ的影像上特征值；

步驟2022：計(jì)算連續(xù)三個(gè)影像上的特征值F_iⁿ的差異，如果特征值在誤差容限值內(nèi)繼續(xù)搜索下個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果超出容限值記錄P_i記錄到K集合內(nèi)等待第二輪篩選。

步驟2023：若K_i集合為空則農(nóng)村公路路線起止點(diǎn)為P_n集合內(nèi)的第一個(gè)點(diǎn)和最后一個(gè)點(diǎn)；若K集合內(nèi)在步長(zhǎng)為L(zhǎng)范圍內(nèi)有3個(gè)以上的值，則截除取到步長(zhǎng)L的起點(diǎn)為此路線的止點(diǎn)，剩余的像素如果超出步長(zhǎng)L則再循環(huán)計(jì)算路線與影像。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于遙感影像計(jì)算農(nóng)村公路路面寬度的方法，其特征在于，根據(jù)緩沖值識(shí)別農(nóng)村公路矢量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)遙感影像上的圖片像素區(qū)域并轉(zhuǎn)換成路面寬度的算法包括如下步驟：

步驟301：根據(jù)上步計(jì)算的路線從起點(diǎn)在影像上特征值F_iⁿ,i∈(1,2,…,n)，從起點(diǎn)開始計(jì)算在影像上垂直于路線連續(xù)兩個(gè)像數(shù)點(diǎn)的特征值k∈(1,2,…,i)。

步驟302：設(shè)置對(duì)特征值的最大域值M_min和最小域值M_max,如果與F_iⁿ的差值在[M_min，M_min]之間則繼續(xù)往垂直于路線方面計(jì)算像素點(diǎn)的特征值，形成矩陣并記錄像素點(diǎn)在集合P內(nèi)。

步驟303：對(duì)影像上每張圖片像素集合P進(jìn)行二值轉(zhuǎn)換，在集合P內(nèi)像素的RGB值設(shè)置為(255,255,255)，其余像素RGB值設(shè)置為(0,0,0)。

步驟304：對(duì)影像圖片上的RGB為(255,255,255)的像素使用Image2Polygon()工具轉(zhuǎn)換成面狀的圖斑。

步驟305：對(duì)面狀圖斑的面積除路線在圖像上的有效長(zhǎng)度，再取1/2值為得到圖斑區(qū)域內(nèi)的路面寬度的有效值。

步驟306：對(duì)所有面狀圖斑在30米范圍內(nèi)的連續(xù)圖斑進(jìn)行融合，從而獲取路線的路面寬度。