CN105740871A - 一种利用线段空间关系检测多边行地物的方法 - Google Patents

一种利用线段空间关系检测多边行地物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用线段空间关系检测多边行地物的方法。由：先进行边缘检测，然后提取得到线段集合Lset，记录并保留线段集合Lset中的每条线段的两个端点；步骤2：对线段集合Lset进行预处理，并设置长度阈值TH_L，删除长度小于TH_L的短线段；步骤3：将候选线段集合Lset_c中的每一线段映射为无向图中的顶点；步骤4：搜索线段空间关系图G中的闭环，并延长闭环中各顶点对应的线段，得到检测的地物轮廓。本发明解决了遥感影像中地物提取不具普适性的问题，自动化高。成果可以用于复杂场景中各种形状的人工地物提取。

Description

一种利用线段空间关系检测多边行地物的方法
技术领域
本发明涉及一种遥感图像处理领域，具体说是一种利用线段空间关系检测多边行地物的方法。
背景技术
从遥感影像中提取建筑物、道路等人工地物是遥感影像信息提取的重要内容，目前有大量面向边缘和轮廓的研究，但多数算法都需要对提取的地物类型进行假设，如假设地物的轮廓为矩形，但实际地物的形状是多样的，需要用各种多边形进行表达。
发明内容
本发明提供了一种利用线段空间关系检测多边行地物的方法，可克服目前遥感影像中地物提取算法不具普适性的问题，利用图论思想，通过检测地物的边缘线段，可以准确地实现各种形状的地物提取，无需人工干预，自动化程度高。
为实现本发明的目标所采用的技术方案是：方法包括以下步骤：
步骤1：先利用Canny算法对遥感影像image进行边缘检测，然后使用连接边缘标记算法进行线性元素的提取得到线段集合Lset，记录并保留线段集合Lset中的每条线段的两个端点，保留端点目的在于：①可以通过端点计算直线段的长度和斜率；②可以减低噪声的影响；
步骤2：为了提高算法的效率及检测精度，对线段集合Lset进行预处理得到候选线段集合Lset_c：①设置长度阈值TH_L，删除长度小于TH_L的短线段；②设置角度阈值TH_A，删除不存在平行关系和夹角小于TH_A的线段；③考虑到遥感影像中复杂场景的影响，普遍存在地物受到树木或建筑物遮挡的情况，原属于同一线段的边缘会被分割成若干个独立的部分，所以定义平行连接来解决这个问题，即将斜率相差不超过阈值TH_S，且四个端点中最近邻两个端点的欧式距离不超过TH_D的两条线段合并为一条线段；
步骤3：构造线段空间关系图G：将候选线段集合Lset_c中的每一线段映射为无向图中的顶点，如果两个顶点对应的线段有交点或两个最近邻端点之间的欧式距离不超过TH_K，则在两个顶点之间构造一条边；
步骤4：搜索线段空间关系图G中的闭环，并延长闭环中各顶点对应的线段，使线段首尾之间均有交点，由各交点组成的多边形即为检测的地物轮廓。
所述的步骤4中的闭环搜索可以根据实际需要提取的地物类型设置最大访问节点数，用于控制算法的时间复杂度以及排除不感兴趣的地物。
本发明的有益效果是：解决了遥感影像中地物提取不具普适性的问题，自动化高。成果可以用于复杂场景中各种形状的人工地物提取。
附图说明
图1是本发明的总体处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
在步骤101，输入待处理的遥感图像image。
在步骤102，先利用Canny算法对步骤101中的遥感影像image进行边缘检测，然后使用连接边缘标记算法进行线性元素的提取得到线段集合Lset，记录并保留线段集合Lset中的每条线段的两个端点。
在步骤103，为了提高算法的效率及检测精度，对步骤102中的线段集合Lset进行预处理得到候选线段集合Lset_c：①设置长度阈值TH_L，删除长度小于TH_L的短线段；②设置角度阈值TH_A，删除不存在平行关系和夹角小于TH_A的线段；③考虑到遥感影像中复杂场景的影响，普遍存在地物受到树木或建筑物遮挡的情况，原属于同一线段的边缘会被分割成若干个独立的部分，所以定义平行连接来解决这个问题，即将斜率相差不超过阈值TH_S，且四个端点中最近邻两个端点的欧式距离不超过TH_D的两条线段合并为一条线段。
在步骤104，构造线段空间关系图G：将步骤103中的候选线段集合Lset_c中的每一线段映射为无向图中的顶点，如果两个顶点对应的线段有交点或两个最近邻端点之间的欧式距离不超过TH_K，则在两个顶点之间构造一条边。
在步骤105，搜索步骤104中的线段空间关系图G中的闭环，并延长闭环中各顶点对应的线段，使线段首尾之间均有交点，由各交点组成的多边形即为检测的地物轮廓。闭环搜索可以根据实际需要提取的地物类型设置最大访问节点数，用于控制算法的时间复杂度以及排除不感兴趣的地物。
在步骤106，步骤105中提取的多边形地物的可视化。

Claims (2)

1.一种利用线段空间关系检测多边行地物的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：先利用Canny算法对遥感影像image进行边缘检测，然后使用连接边缘标记算法进行线性元素的提取得到线段集合Lset，记录并保留线段集合Lset中的每条线段的两个端点；
步骤2：对线段集合Lset进行预处理得到候选线段集合Lset_c：①设置长度阈值TH_L，删除长度小于TH_L的短线段；②设置角度阈值TH_A，删除不存在平行关系和夹角小于TH_A的线段；③将斜率相差不超过阈值TH_S，且四个端点中最近邻两个端点的欧式距离不超过TH_D的两条线段合并为一条线段；
步骤3：构造线段空间关系图G：将候选线段集合Lset_c中的每一线段映射为无向图中的顶点，如果两个顶点对应的线段有交点或两个最近邻端点之间的欧式距离不超过TH_K，则在两个顶点之间构造一条边；
步骤4：搜索线段空间关系图G中的闭环，并延长闭环中各顶点对应的线段，使线段首尾之间均有交点，由各交点组成的多边形即为检测的地物轮廓。
2.根据权利要求1所述的一种利用线段空间关系检测多边行地物的方法，其特征在于步骤4中的搜索线段空间关系图G中的闭环，提取的地物类型设置最大访问节点数。
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