CN111260637B - 一种基于区域差分的沥青道路横向断裂检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区域差分的沥青道路横向断裂检测方法，包括以下步骤：S1，基于无人机影像数据中的红波段采用人工目视解译方法提取道路空间分布矢量数据。S2，利用区域差分方法初步提取横向断裂粗信息，利用sobel算法对横向断裂粗信息进行边缘检测，并利用MATLAB中的bwareaopen函数删除横向断裂粗信息中小于15个像素的噪声信息，得到横向断裂信息。S3，以道路空间分布矢量数据为基准，对横向断裂信息进行精确的几何配准，将位于道路空间分布矢量数据范围内的横向断裂信息保留，去除位于道路空间分布矢量数据范围外的横向断裂信息，得到沥青道路横向断裂信息。本方法简便、快速，检测精度和效率都较高，实现了快速从影像数据中提取沥青道路横向断裂信息。

Description

一种基于区域差分的沥青道路横向断裂检测方法

技术领域

本发明涉及公路断裂诊断领域，尤其涉及一种基于区域差分的沥青道路横向断裂检测方法。

背景技术

近年来，我国的科技得到了迅猛发展，其中空间信息相关技术发展迅速。空间信息在提升交通、国土、林业、农业等信息的数字化、智能化管理水平方面发挥了重要功能。目前我国拥有庞大的交通设施，交通的信息化对交通系统的精准管理具有重要意义。

随着无人机遥感技术与图像处理分析技术的不断发展与提升，无人机遥感技术已被广泛应用于国民经济的各个领域。无人机图像可拥有极高的空间分辨率，其能够将许多原本在卫星图像中无法体现的地物细节特征进行展示，且无人机遥感图像同时具有更多的光谱信息，这些信息对于交通信息的诊断与识别工作提供了新的工作模式。无人机遥感不仅能节省人力、物力成本，还能提高交通道路信息解译精度与效率；但在利用无人机遥感技术诊断道路断裂的研究相对较少，也存在许多难题，例如针对小、微型公路断裂诊断问题的研究仍相对匮乏。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于区域差分的沥青道路横向断裂检测方法，可有效实现沥青公路横向断裂的诊断，为沥青公路维护的实时、精准提供了必要基础技术支撑。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于区域差分的沥青道路横向断裂检测方法，包括以下步骤：

S1，基于无人机影像数据中的红波段采用人工目视解译方法提取道路空间分布矢量数据。

S2，利用区域差分方法初步提取横向断裂粗信息，利用sobel算法对横向断裂粗信息进行边缘检测，并利用MATLAB中的bwareaopen函数删除横向断裂粗信息中小于15个像素的噪声信息，得到横向断裂信息。

S3，以道路空间分布矢量数据为基准，对横向断裂信息进行精确的几何配准，将位于道路空间分布矢量数据范围内的横向断裂信息保留，去除位于道路空间分布矢量数据范围外的横向断裂信息，得到沥青道路横向断裂信息。

更进一步的技术方案是，步骤S2中，所述区域差分方法为：将无人机影像数据划分为大小N*M的数据，即N行，M列；创建两个矩阵A、B，A为从原始影像数据第一列、第二行开始，到原始影像N行、M列的数据，其大小为N-1*M；B为原始影像数据第一列、第一行开始，到N-1行、M列数据，其大小也为N-1*M；然后两个矩阵相减，即可得到沥青道路横向断裂信息。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明以沥青道路空间特征与光谱特征为基础理论，具有较强的普适性，且方法简便、快速，检测精度和效率都较高，实现了快速从影像数据中提取沥青道路横向断裂信息，可为沥青道路的维护与修复提供基础技术支撑。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为拍摄的遥感影像图；

图3为根据图2的遥感影像图得到的沥青道路横向断裂的检测结果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，一种基于区域差分的沥青道路横向断裂检测方法，包括以下步骤：

S1，基于无人机影像数据中的红波段采用人工目视解译方法提取道路空间分布矢量数据。

S2，利用区域差分方法初步提取横向断裂粗信息，利用sobel算法对横向断裂粗信息进行边缘检测，并利用MATLAB中的bwareaopen函数删除横向断裂粗信息中小于15个像素的噪声信息，得到横向断裂信息。

S3，以道路空间分布矢量数据为基准，对横向断裂信息进行精确的几何配准，将位于道路空间分布矢量数据范围内的横向断裂信息保留，去除位于道路空间分布矢量数据范围外的横向断裂信息，得到沥青道路横向断裂信息。

步骤S2中，所述区域差分方法的理论依据为：由于完整无损的道路具有相对均一的特点，其在影像中的差异不大，但当道路出现断裂等损毁时，道路的均一性会降低，从而导致差异变大。区域差分方法是利用完整道路具有相对均一的特点，通过提取两个地理空间存在微小空间偏移的影像进行减法处理，提取道路损毁位置的方法。具体的所述区域差分方法为：将无人机影像数据划分为大小N*M的数据，即N行，M列；创建两个矩阵A、B，A为从原始影像数据第一列、第二行开始，到原始影像N行、M列的数据，其大小为N-1*M；B为原始影像数据第一列、第一行开始，到N-1行、M列数据，其大小也为N-1*M；然后两个矩阵相减，即可得到沥青道路横向断裂信息。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (1)

1.一种基于区域差分的沥青道路横向断裂检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，基于无人机影像数据中的红波段采用人工目视解译方法提取道路空间分布矢量数据；

S2，利用区域差分方法初步提取横向断裂粗信息，利用sobel算法对横向断裂粗信息进行边缘检测，并利用MATLAB中的bwareaopen函数删除横向断裂粗信息中小于15个像素的噪声信息，得到横向断裂信息；

步骤S2中，所述区域差分方法为：将无人机影像数据划分为大小N*M的数据，即N行，M列；创建两个矩阵A、B，A为从原始影像数据第一列、第二行开始，到原始影像N行、M列的数据，其大小为N-1*M；B为原始影像数据第一列、第一行开始，到N-1行、M列数据，其大小也为N-1*M；然后两个矩阵相减，即可得到沥青道路横向断裂信息；

S3，以道路空间分布矢量数据为基准，对横向断裂信息进行精确的几何配准，将位于道路空间分布矢量数据范围内的横向断裂信息保留，去除位于道路空间分布矢量数据范围外的横向断裂信息，得到沥青道路横向断裂信息。

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