[发明专利]一种基于颜色和阴影的遥感影像建筑物检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种遥感影像处理领域，具体说是一种基于颜色和阴影的遥感影像建筑物检测方法。

背景技术

从遥感影像中自动提取人工地物相当复杂，在很长一段时间内，人们从遥感影像中提取建筑物更多注重于科学研究，离实用性有较大差距。实际生产中，如遥感制图生产领域，对建筑物信息的识别、提取，主要是通过作业员人工识别，人工逐点、逐段进行采集，劳动强度大、工作繁琐、测量重复性差、作业效率低。随着遥感影像数据量增多，建筑物更新变化速度加快，对遥感影像智能解译系统的需求逐渐迫切起来。采用自动或半自动方式提取建筑物信息，可以大大减少数据采集时间，应对GIS数据采集困难瓶颈；同时可以克服人工采集数据点有限和主观因素影响等问题，提高GIS入库数据的质量。

发明内容

本发明提供了一种基于颜色和阴影的遥感影像建筑物检测方法，可估计太阳照射方向并准确定位建筑物的位置，无需辅助信息数据库的支持，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：利用颜色不变特征对输入多光谱遥感影像image1提取兴趣区域；

步骤2：利用阴影不变特征对输入多光谱遥感影像image1提取阴影区域；

步骤3：利用阴影确定太阳照射方向并估计非红色屋顶的建筑物的位置；

步骤4：用矩形拟合非红色屋顶建筑物区域。

所述的兴趣区域指的是红色屋顶的建筑物。

所述的颜色不变特征通过输入多光谱遥感影像image1中的红色波段R和绿色波段G进行定义，公式如下：

由公式可得，对于红色的地物，为正值，且与强度无关，类似地，对于绿色的地物，为负值，通过OTSU进行自动阈值选取并分割。

所述的阴影不变特征通过输入多光谱遥感影像image1中的蓝色波段B和绿色波段G进行定义，公式如下：

由公式可得，对于阴影区域，为正值，且与强度无关，类似地，对于绿色的地物，为负值，通过OTSU进行自动阈值选取并分割。

所述的确定太阳照射方向的方法为：假设太阳照射方向从建筑物中心指向阴影区域中心，令建筑物中心坐标为(x_b,y_b),阴影区域中心坐标为(x_s,y_s),则太阳的照射方向θ为：

并通过以下公式近一步确定θ所处的坐标象限：

所述的估计非红色屋顶的建筑物的位置的方法采用如下公式：

x_e＝x_s+dcosθ

y_e＝y_s+dsinθ

其中，(x_e,y_e)为估计的建筑物的中心坐标，(x_s,y_s)为提取的阴影区域的中心坐标，θ为太阳照射方向，d为影像中平均建筑物尺寸大小。

所述的用矩形拟合建筑物区域的方法为：选取与阴影区域邻接的，沿太阳照射方向上的矩形区域作为非红色屋顶的建筑物。

本发明的有益效果是：解决传统方法中利用阴影特征检测建筑物需要太阳照射方向的先验知识的问题，有利于提高建筑物检测的准确性和效率，达到完全自动化的效果。

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，输入的待处理遥感影像为Quick bird多光谱影像，尺寸为1000×1000，且已经进行辐射校正和几何校正等预处理。

在步骤102，利用颜色不变特征通过输入多光谱遥感影像image1中的红色波段R和绿色波段G进行定义，公式如下：

通过OTSU进行自动阈值选取并分割，提取红色屋顶的建筑物，记为B_red。

在步骤103，利用阴影不变特征通过输入多光谱遥感影像image1中的蓝色波段B和绿色波段G进行定义，公式如下：

通过OTSU进行自动阈值选取并分割，提取阴影区域，记为SH。