[發明專利]基于空間推理方法的SAR圖像有序人造構筑物提取方法

有效

• 申請號: 202110296688.2
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN112907567B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 翟瑋;王菁晗;肖修來;鄧津;武震;張璇
• 申請（專利權）人: 甘肅省地震局（中國地震局蘭州地震研究所）
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06T7/155;G06T5/00;G06T17/10
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 王巧麗

本發明公開了一種基于空間推理方法的SAR圖像有序人造構筑物提取方法，包括以下步驟：首先利用快速雙參數恒虛警算法和FAST角點檢測算法對SAR圖像進行預處理，獲取構筑物的特征點；然后對特征點進行空間關系建立，獲取常規點狀構筑物的特征點和特殊形狀面狀構筑物的空間關系特征，對空間關系特征進行建模，獲取空間關系三參數和形態學特征雙參數；最后利用三參數和雙參數對SAR圖像預處理后未識別出來的點進行空間推理判斷，得到構筑物識別結果。本發明不僅能對具有特殊形態學特征的地表構筑物進行高精度識別與推理，還能對不具有特殊形態學特征的點目標物具有較好的識別與推理精度，為SAR圖像中有序分布的孤立構筑物提取提供了有效解決方法。

技術領域

本發明屬于圖像處理與信息提取技術領域，尤其涉及一種基于空間推理方法的SAR圖像有序人造構筑物提取方法。

背景技術

自然災害(如地震、滑坡、泥石流)發生后，迅速獲取受災地區有效信息對發起應急救援行動至關重要。遙感衛星能夠快速準確地對地面進行大范圍成像，提供有關受災地區的重要信息，但由于災害發生后，受陰雨等天氣的影響較大，光學遙感影像在救災決策中的作用受到限制。而合成孔徑雷達(SAR)圖像具有對大氣條件相對不敏感，穿透力強，不受太陽光照影響等優勢，使得雷達遙感技術在自然災害研究中得到廣泛深入應用。

有學者利用SAR圖像進行單體構筑物識別研究時，利用單體構筑物的成像特征和形態結構特征進行單體構筑物本體語義模型建模，然后利用語義模型中的構筑物基元來對單體構筑物進行識別，實現了準確快速提取高分辨率SAR影像中的大型單體構筑物。還有學者借助一對高分辨率光學和SAR圖像，利用光學數據和合成孔徑雷達數據的互補性進行地物重建的處理方法來對孤立構筑物進行提取。由于人工目標散射復雜，且受波長、方位方向、空間分辨率、入射角等傳感器參數影響，在SAR圖像中很難找到一個特定的分布類型來描述，其分布特征也與目前使用的大部分統計模型都不太相符，很難通過較為簡單的方法來對孤立構筑物進行識別與提取。此外，高分辨率SAR數據較少，常常不能滿足災害應急的快速響應需求，因此如何運用SAR數據快速提取災后信息具有重要的減災研究價值。

在SAR圖像中人造構筑物和地形高亮點的特征極為相似，如果僅采取快速雙參數CFAR算法與FAST角點檢測算法來處理，識別結果中必然混有大量的地形高亮點，導致目標物識別精度較低，不利于災后的信息及時反饋，因此如何在復雜環境中準確區分開人造構筑物和地形高亮點對于震情的識別也是至關重要的。

空間關系是地理信息系統(GIS)中的重要理論問題之一，在GIS數據建模、空間查詢、空間分析、空間推理和綜合映射過程中起著重要作用。本發明為了對孤立構筑物進行快速高效識別，精確的將目標地物與地形高亮點區分開，引入了空間關系的相關理論及技術，提出了利用空間推理方法對SAR圖像中人造構筑物進行快速識別的方法。

發明內容

針對上述背景技術中指出的不足，本發明提供了一種基于空間推理方法的SAR圖像有序人造構筑物提取方法，旨在解決SAR圖像中高亮山體干擾識別問題以及由于SAR成像特征造成的單體構筑物漏識問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于空間推理方法的SAR圖像有序人造構筑物提取方法，包括以下步驟：

(1)利用快速雙參數恒虛警(CFAR)算法和FAST角點檢測算法分別對SAR圖像進行預處理，分別獲取SAR圖像中常規點狀構筑物的特征點和特殊形狀面狀構筑物的特征點；

(2)分別對所述特征點進行空間關系的建立，獲取常規點狀構筑物的特征點和特殊形狀面狀構筑物兩種孤立構筑物對應的空間關系特征；