[發明專利]一種基于光譜特征的城市建筑材質提取方法及裝置

有效

• 申請號: 202110270743.0
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113063741B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 鹿琳琳;李慶亭;陳方;梁棟;陳玉;束磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/55
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張靜

本發明實施例公開了一種基于光譜特征的城市建筑材質的提取方法，包括：獲取包含城市區域的高分辨率超光譜影像，并計算影像中每個像元的光譜特征曲線；然后，先提取出光譜特征比較接近的水體、瀝青和陰影的混合部分，得到包含水體、陰影和瀝青的混合區域以及待處理的區域，再基于水體和瀝青的特征從混合區域中提取出水體、瀝青和陰影；之后，再通過預設的第二建筑材質的光譜特征，依次提取植被、塑料、混凝土、裸地和金屬。由此，通過預先得到的不同建筑材質的光譜特征，實現了從高分辨率超光譜影像進行建筑材質提取的目的。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及一種基于光譜特征的城市建筑材質提取方法及裝置。

背景技術

城市建筑中包含多種多樣的材料，除了自然地表外還包含很多的人造建筑材料，人造建筑材料雖然彌補了自然建筑資源短缺的問題，但是帶來了光污染、化學污染和大氣污染等負面影響，為了緩解這一矛盾，需要對城市的建筑材質的分布建立監管機制。

實現對城市建筑材質的分布進行監管的前提是，能夠從城市的地圖中劃分出每種材質，但是，現有技術中，缺少對建筑材質進行劃分的方法，因此亟需一種能夠提取不同建筑材質的方法。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種基于光譜的城市建筑材質提取方法及裝置，實現了提取城市建筑材質的目的。

本發明實施例公開了一種基于光譜特征的城市建筑材質提取方法，包括：

獲取包含城市區域的高分辨率超光譜影像，并計算高分辨率超光譜影像中每個像元的光譜特征曲線；

從所述高分辨率超光譜影像中提取出符合預設的第一建筑材質的光譜特征條件的像元，得到提取出的混合區域以及第一待處理區域；所述第一光譜特征條件為具備水體、瀝青和陰影的光譜特征曲線的共有特征；

基于水體特征和瀝青特征，從所述混合區域中提取出水體、陰影和瀝青中的一個或者多個；

通過預設的第二建筑材質的光譜特征，從所述待處理區域中依次提取出植被、塑料、混凝土、裸地和金屬中的一種或者多種材質；所述預設的第二建筑材質的光譜特征為植被的光譜特征、塑料的光譜特征、混凝土的光譜特征、裸地的光譜特征中的一種或者多種。

可選的，所述光譜特征曲線表征表示光波段與反射率關系，其中，光譜特征曲線中波段的先后順序為：海岸帶、藍、綠、黃、紅、紅邊、近紅外1、近紅外2、短波紅外SWIR-1、短波紅外SWIR-2、短波紅外SWIR-3、短波紅外SWIR-4、短波紅外SWIR-5、短波紅外SWIR-6、短波紅外SWIR-7、短波紅外SWIR-8。

可選的，所述第一建筑材質的光譜特征條件包括：

光譜曲線在紅波段或者紅外波段達到峰值，且光譜曲線的峰值小于預設的第一閾值。

可選的，所述第一建筑材質的光譜特征條件還包括：

所述短紅外SWIR-1波段小于等于預設的第二閾值。

可選的，所述基于水體特征和瀝青特征，從所述混合區域中提取出水體、陰影和瀝青，包括：

計算混合區域中每個像元的水體指數；所述水體指數表征黃波段到短紅外SWIR-5波段的斜率；

提取出水體指數大于等于預設的第三閾值的像元，得到水體和陰影區域；

調取與所述高分辨率超光譜影像的地理位置相同的OSM開放地圖，并通過OSM開放地圖提取所述混合區域中的水體。

可選的，所述通過預設的第二建筑材質的光譜特征，從所述待處理區域中依次提取出植被、塑料、混凝土、裸地和金屬中的一個或多個材質，包括：