[發(fā)明專利]基于虛擬樣本的遙感影像變化檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110345591.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN112906659A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王杏林;宋昕宇;蔡培鑫;崔千鵬;陳璇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 夏程巧
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/62;G06T5/00;G06T5/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

基于虛擬樣本的遙感影像變化檢測(cè)方法，其方法在于，包括以下步驟：采集獲取目標(biāo)區(qū)域兩個(gè)時(shí)相的衛(wèi)星影像，對(duì)衛(wèi)星影像進(jìn)行預(yù)處理后選取各類地物的樣本；通過分析各地類樣本，確定敏感波段并組合形成具有兩相時(shí)光譜信息的數(shù)據(jù)集；分析地物變化類型，然后根據(jù)各類地物樣本通過自動(dòng)堆疊的方式生成虛擬樣本，將數(shù)據(jù)集與虛擬樣本輸入分類器中進(jìn)行分類，提取變化信息；然后對(duì)提取的變化檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行變化信息后處理；最后通過人工目視解譯進(jìn)行精度評(píng)價(jià)；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)將地物變化類型抽象為分類對(duì)象，采用虛擬樣本的方式，大大減少了人力及時(shí)間成本，處理效率高，檢測(cè)精度高，提高了遙感變化檢測(cè)的自動(dòng)化程度，挖掘了影像數(shù)據(jù)的潛能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及遙感影像變化檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是基于虛擬樣本的遙感影像變化檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

遙感變化檢測(cè)是利用不同時(shí)期覆蓋同一地表區(qū)域的多源遙感影像和相關(guān)地理空間數(shù)據(jù)，結(jié)合相應(yīng)地物特性和遙感成像機(jī)理，采用圖像、圖形處理理論及數(shù)理模型方法，確定和分析該地區(qū)地物的變化，包括地理位置、范圍的變化。現(xiàn)有遙感變化檢測(cè)方法眾多，實(shí)際生產(chǎn)中主要采用先將地物分類再做變化分析和先提取變化區(qū)域再分析地物變化類型這兩種。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，一方面，先分類后變化分析方法對(duì)兩個(gè)時(shí)相地物分類精度要求較高，且分類誤差累積使得變化檢測(cè)結(jié)果精度大打折扣。此外還會(huì)受到兩時(shí)相影像幾何精度問題的困擾，形成“偽變化”圖斑；另一方面，先提取變化區(qū)域再分析地物變化類型的方法強(qiáng)烈依賴于變化閾值的選取，不同的影像所選取的閾值不盡相同，這給變化檢測(cè)帶來了很大的難度。分析地物變化類型大多仍然采用分類的方法，分類精度直接影響變化檢測(cè)的精度；

此外，其他類型的遙感變化檢測(cè)的方法受到遙感影像成像時(shí)間、幾何偏差等因素影響，存在操作復(fù)雜、耗時(shí)長、需要大量樣本以及人工干預(yù)的缺陷，無法適應(yīng)大規(guī)模，例如省級(jí)范圍的變化檢測(cè)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供基于虛擬樣本的遙感影像變化檢測(cè)方法，可以有效解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：基于虛擬樣本的遙感影像變化檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟1，采集獲取目標(biāo)區(qū)域兩個(gè)時(shí)相的衛(wèi)星影像，通過衛(wèi)星拍攝獲取目標(biāo)區(qū)域兩個(gè)不同時(shí)間的影像；

步驟2，影像預(yù)處理，對(duì)兩時(shí)相影像進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、配準(zhǔn)的預(yù)處理；對(duì)預(yù)處理好的兩時(shí)相影像查找其重疊區(qū)域并裁剪出重疊部分；

步驟3，選擇樣本，在第一時(shí)相影像中選擇各類地物的樣本，在第二時(shí)相影像中選擇各類地物的樣本；

步驟4，敏感波段分析，統(tǒng)計(jì)步驟3中第一時(shí)相影像、第二時(shí)相影像各類地物樣本的光譜信息，并計(jì)算兩時(shí)相光譜差異性；

步驟5，影像波段組合，根據(jù)步驟4中的光譜差異性，篩選出差異性較小的幾個(gè)波段，并將篩選的波段組合到一起形成具有兩時(shí)相光譜信息的數(shù)據(jù)集；

步驟6，地物變化類型分析，根據(jù)步驟3中各地類，分析并確定地物變化類型；

步驟7，虛擬樣本，根據(jù)步驟6中確定的地物變化類型，結(jié)合步驟3中得到的地物樣本，采用均值法將樣本堆疊，生成帶有變化信息的虛擬樣本；

步驟8，提取變化信息，將步驟5得到的數(shù)據(jù)集和步驟7得到的虛擬樣本輸入到分類器中得到變化信息，并將變化信息轉(zhuǎn)換為矢量結(jié)果；

步驟9，變化信息后處理，將步驟8得到的矢量結(jié)果中未發(fā)生變化的圖斑刪除，保留地物類型發(fā)生變化的矢量圖斑；

步驟10，統(tǒng)計(jì)步驟9經(jīng)偽變化圖斑去除后得到的圖斑面積，將小于4個(gè)像元大小的圖斑刪除，減小影像噪點(diǎn)及四鄰域影響；

步驟11，對(duì)步驟10得到的圖斑進(jìn)行平滑處理，采用多項(xiàng)式近似的平滑方法，結(jié)合道格拉斯-普克簡化算法對(duì)圖斑進(jìn)行平滑處理；

步驟12，將步驟11平滑后的圖斑進(jìn)行面積平差處理，統(tǒng)計(jì)其平滑后圖斑總面積、總周長以及平滑前圖斑總面積；

步驟13，精度驗(yàn)證，將提取的變化信息結(jié)合人工目視解譯進(jìn)行精度評(píng)價(jià)；

步驟14，得到變化檢測(cè)結(jié)果，統(tǒng)計(jì)各種變化類型的面積、分布情況。