[发明专利]基于航空遥感平台的地形破碎区复杂地类信息提取方法

说明书

本发明公开了一种基于航空遥感平台的地形破碎区复杂地类信息方法，该方法利用航空遥感平台获取分块式数据，经过拼接与影像校正生成具有纹理与光谱特征的RGB正射影像与具有三维立体特征的影像匹配点云数据，再利用植被指数对RGB影像进行波段计算，并利用训练样本对计算结果统计使得影像中地物特征得以显现，同时利用反距离权重法对点云匹配数据处理生成DEM与DSM，进而利用二者插值生成CHM用以描述地物冠层高度特征。本发明利用航空遥感平台数据获取简单便捷，成本低廉，且将二维光谱数据与三维点云匹配数据立体特征相结合，弥补了单一数据源对复杂地类信息提取不足问题，在适合地物复杂多样的破碎地表同时也适用于地类简单的地表。

技术领域

本发明涉及一种地形破碎区复杂地物地类信息提取方法，尤其是一种基于航空遥感平台的地形破碎区复杂地类信息提取方法，属于遥感信息图像数据信息提取技术领域。

技术背景

近年来随着卫星遥感技术的发展，多种卫星遥感平台发展多样化，但是由于地形破碎区多为山地和丘陵区域，农业生产环境复杂，作物种植结构时空差异显著，且作物种植季云雾现象频繁，地形破碎区由于受到地形地貌的影响，地表破碎，居民住宅区与植被区存在空间上混乱交错的现象，且耕地地块面积小，地类特征复杂多样。使得卫星遥感作为数据源时数据的可用性与准确性降低，不能满足地物数据高精细度、时间频率高的采集需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于航空遥感平台的地形破碎区复杂地类信息提取方法，该方法能够将地物的二维光谱纹理信息与三维高度特征相结合，最大化进行地物分类信息提取，从而克服上述现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

基于航空遥感平台的地形破碎区复杂地类信息提取方法，包括以下步骤：

1)利用航空遥感平台搭载镜头传感器，结合研究区中地物特征与飞行当天气候条件，设置适宜的飞行高度、航向重叠率、旁向重叠率与航线，获取高分辨率正射RGB图像与影像点云匹配数据，由于受到镜头视角局部限制，故采取数据为分块式，还需进一步拼接处理；然后将获取的分块式数据进行影像拼接与矫正预处理，分别生成具有纹理与光谱特征的RGB正射影像与具有三维立体特征的影像匹配点云数据，确保数据的完整性与准确性，之后进行数据的处理；

2)对RGB正射影像利用植被指数(VDVI)进行波段计算，计算公式为：VDVI＝(2×G-R-B)/(2×G+R+B)，其中R、G、B分别代表红、绿、蓝三波段，之后均匀随机选取训练样区并计算各类地物信息样本指数值均值与标准差，用以后期进行阈值选取时作为参考；

3)利用训练样区的VDVI指数结果统计值建立直方图，直方图能够描述各地类地物VDVI指数结果阈值变化，并将各地物样值展现在同一张图中，使多种地物特征对比更加明显，进而利用时序图交点法进行阈值分割，分割出具有明显差异特征的植被与非植被。

4)将去除噪声之后的影像匹配点云数据利用反距离权重法进行处理，生成数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM)，DEM与DSM是对地物所在区域整体表层与地面高度的概括，若要清楚局部地面物体冠层高度，还需进行二者的插值计算，生成能够描述地面物体高度特征的冠层高度模型(CHM)，计算公式为：CHM＝DSM-DEM；

5)同样利用已有的训练样区计算均值标准差，结合已有实测数据，将带有属性值的冠层高度模型数据进行阈值分割，将地形破碎区复杂地物按高度插值进行分类；

6)最后基于地物二维光谱特征与三维立体高度特征数据，利用面向对象规则对地形破碎区复杂地类信息进行提取。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下特点：