CN101604445B - 基于凸面模型的遥感影像对象级变化检测方法 - Google Patents

基于凸面模型的遥感影像对象级变化检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于凸面模型的遥感影像对象级变化检测方法，包括：一、对两时相遥感影像配准和辐射校正预处理；二、基于凸面模型进行多尺度分割；三、凸面模型对象生成标记影像；四、建立两个时相影像中对象的对应关系；五、基于标记影像进行变化比较。本发明采用凸面模型的对象分割、变化比较方法，从对象纹理、几何等特征入手解决人工目标的变化检测问题。

Description

基于凸面模型的遥感影像对象级变化检测方法
技术领域
本发明涉及一种基于凸面模型的遥感影像对象级变化检测方法，属于遥感影像处理技术领域。
背景技术
无论是在自然界中还是在遥感影像中，人工目标在特性上表现都比较特殊，大部分简单人工目标的特点是尺寸小，与周围背景比较，有一定的反差。首先人工目标的物质构成一般是水泥或者金属，在遥感影像中相对于自然景物而言光谱反射率很强，辐射亮度高；其次单一人工目标内部的光谱特性和纹理特性比自然景物要相对均匀，人工目标群则相反；第三人工目标的代表特征包括几何结构，而不仅限光谱和纹理，因此讨论人工目标的变化一般是指结构上发生了变化。虽然结构发生变化时，变化部位在光谱和纹理上都会发生改变，但是光谱和纹理即使发生了变化不表示人工目标结构发生变化。因此对于单个人工目标而言，光谱和纹理的变化与否不能用来作为判断人工目标是否发生变化的依据，而只能作为辅助或者验证。对于人工目标群而言则不同，人工目标群已经不能简单用结构进行描述，必须借助光谱纹理特性才能判断其变化情况。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种基于凸面模型的遥感影像对象级变化检测方法，首先利用基于凸面模型约束的多尺度分割得到影像对象，并且只对其中符合上凸型的凸面模型对象进行结构性比较，利用标记影像法实现对象间的空间对应，进行对象结构变化比较。
本发明的技术方案是：基于凸面模型的对象结构变化检测方法包括以下步骤：
(1)首先进行凸面模型约束的多尺度影像分割；
(2)取出某一尺度下的符合上凸型的凸面模型对象生成标记影像；该方法和eCognition中使用的FNEA方法类似，不同处在于控制某对象是否需要增长以及整个分割处理是否结束时使用的准则。在FNEA方法中使用的是全局异质性度量值，即“尺度”；而基于凸面模型的多尺度影像分割中，控制对象是否需要合并是使用凸面模型准则，而控制整个分割处理是否结束是同时使用凸面模型准则和全局一致性度量值。另外，在基于凸面模型的多尺度分割过程中，异质性准则和FNEA算法一样发挥作用。
(3)把两个标记影像叠置，利用重合位置的对象标号建立两个时相影像中对象的对应关系。
(4)对建立空间对应关系的影像对象，可以直接基于标记影像进行比较，得到变化结果，这是一种栅格比较法；也使用对象间的矢量进行比较，这是一种矢量运算法；最后也可以利用栅格-矢量综合法进行比较。
本发明的特点是：
(1)利用凸面模型进行多尺度分割，只对其中符合上凸型的凸面模型对象进行结构性比较，适合人工目标的变化检测；
(2)借助凸面模型理论以及对象结构比较方法，为人工目标的变化检测提供了一种新的思路。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为时相1人工目标图。
图3为时相2人工目标图。
图4为图1提取的人工目标对象图。
图5为图3提取的人工目标对象图。
图6为图4的标记影像图。
图7为图5的标记影像图。
图8为为建立空间对应关系的目标对象。
具体实施方式
本发明基于凸面模型的对象结构变化检测方法是利用标记影像建立对象间的对应关系，根据分割结果，生成一个对应的掩膜影像，该影像中每个像素的值是对应位置所在对象的标号，根据该标号可以快速访问到对应对象结构。其流程如图1所示，具体包括以下步骤：
(1)对两时相遥感影像配准和辐射校正预处理，时相1人工目标如图2所示，时相2人工目标如图3所示。
(2)进行凸面模型约束的多尺度影像分割，时相1提取的人工目标对象如图4所示，时相2提取的人工目标对象如图5所示。基于凸面模型的多尺度影像分割中，控制对象是否需要合并是使用凸面模型准则，而控制整个分割处理是否结束是同时使用凸面模型准则和全局一致性度量值。
(3)取出某一尺度下的符合上凸型的凸面模型对象生成标记影像，时相1人工目标对象的标记影像如图6所示，时相2人工目标对象的标记影像如图7所示；
(4)把两个标记影像叠置，利用重合位置的对象标号建立两个时相影像中对象的对应关系，如图8所示。
(5)对建立空间对应关系的影像对象，可以直接基于标记影像进行比较，得到变化结果，这是一种栅格比较法；也使用对象间的矢量进行比较，这是一种矢量运算法；最后也可以利用栅格-矢量综合法进行比较，得到变化结果。其中所述栅格-矢量综合法是把影像对象区域构建成一个栅格-矢量数据结构，该数据结构是把对象的栅格区域分解成一组行扫描线，每行只记录扫描线和区域相交的两端点；不仅具有栅格区域的特性，而且区域外边线的矢量特性也可以保留；利用该数据结构可以快速进行对象间的并、交、补等运算，以得到对象间的差异。

Claims (1)

1.一种基于凸面模型的遥感影像对象级变化检测方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)对两时相遥感影像配准和辐射校正预处理；
(2)进行凸面模型约束的多尺度影像分割；
(3)取出某一尺度下的符合上凸型的凸面模型对象生成标记影像；
(4)取两个标记影像并叠置，利用重合位置的对象标号建立两个时相影像中对象的对应关系；
(5)对建立空间对应关系的影像对象，直接基于标记影像进行比较，得到变化结果；或者使用对象间的矢量进行比较，得到变化结果；或者利用栅格-矢量综合法进行比较，得到变化的结果；其中栅格-矢量综合法是把影像对象区域构建成一个栅格-矢量数据结构，该数据结构是把对象的栅格区域分解成一组行扫描线，每行只记录扫描线和区域相交的两端点；不仅具有栅格区域的特性，而且区域外边线的矢量特性也可以保留；利用该数据结构可以快速进行对象间的并、交、补运算，以得到对象间的差异。
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