[发明专利]一种基于监督分类和DEM的露天开采区边界提取方法

说明书

本发明公开一种基于监督分类和DEM的露天开采区边界提取方法，涉及图像处理技术领域，以同一时期的高分辨率Google Earth影像采集训练样本，对开采后质量较优的Landsat 8 OLI影像采用ENVI提供的支持向量机分类法进行监督分类，从而得到露天开采区边界1；在ArcGIS中对开采前后的两期DEM进行配准并相减，以5m为阈值，提取露天开采区边界2；基于ArcGIS处理露天开采区边界1和边界2中的空洞和碎斑，并作相交运算，从而得到最终的露天开采区边界。本发明提供的露天开采区提取方法，以ENVI和ArcGIS为平台，综合遥感监督分类的技术优势及开采前后的高程变化，快速、准确地提取大范围露天开采区。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种基于监督分类和数字高程模型(digitalelevation model,DEM)的露天开采区提取方法。

背景技术

矿产资源是我国社会经济发展的重要物质基础，露天开采具有资源回采率高、劳动效率高、机械化程度高、安全条件好、生产成本低等优点，广泛的露天开采导致了煤矿的重大变化，对环境造成了严重的破坏。如何做到快速、准确、实时的监测矿山开发成为解决矿山自然环境问题的重中之重。由于遥感具有范围广、信息量大、获取信息快、效益高等技术优势，已经成为区域露天开采区信息提取和监测的重要手段。

现有基于遥感影像进行露天开采区提取的方法主要分为人工方法和传统遥感自动提取方法。目视解译方法主观性较强且工作效率低，传统遥感自动提取方法主要利用遥感影像不同波段所携带的光谱信息，没有考虑对象的空间、纹理等信息，易产生错分。

DEM差值可以有效地反映区域高程变化，基于监督分类和DEM进行露天开采区边界提取，可快速、准确地提取大范围露天开采区。

发明内容

本发明的目的在于提供一种露天开采区提取方法，以ENVI和ArcGIS为平台，综合遥感监督分类的技术优势及开采前后的高程变化，快速、准确地提取大范围露天开采区。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于监督分类和DEM的露天开采区边界提取方法，该方法包括以下步骤：

S1：选取指定区域开采后对应的质量较优的Landsat 8 OLI影像，并对其进行预处理，得到Image1；

S2：以与步骤1选取的Landsat 8 OLI影像同一时期的高分辨率Google Earth影像为参照建立训练样本，并对Image1进行监督分类，获得含分类信息的Image2；

S3：将Image2中分类信息为露天开采区的栅格转为矢量，得到矢量数据Vector1；

S4：在ArcGIS中对矢量数据Vector1中的矢量要素进行空洞和碎斑处理，得到只含露天开采区边界1信息的矢量数据A；

S5：以ArcGIS为平台，对指定区域开采前后的两期DEM分别作投影处理，得到影像DEM1和影像DEM2；

S6：对DEM1和DEM2进行配准并作相减运算，得到含高程差值信息的影像Elevation1；

S7：对影像Elevation1作二值化处理过滤掉低于阈值的高程差信息，获得含露天开采区高程差信息的影像Elevation2；

S8：提取影像Elevation2中有露天开采区高程差信息的区域对应的栅格并转为矢量，得矢量数据Vector2；

S9：对矢量数据Vector2进行空洞和碎斑处理，得到含露天开采区边界2信息的矢量数据B；

S10：在ArcGIS中对矢量数据A和矢量数据B作相交运算，得到含真实露天开采区边界信息的矢量数据C。