一种利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法及系统技术方案

一种利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法，包括：(1)从遥感影像的泊位对象中，通过小尺度的分割来提取装卸设备分割对象；(2)对装卸设备分割对象使用亮度均值特征，把较亮的对象提取出来；(3)通过边缘提取算法生成的亮边缘影像的强度均值特征区分亮对象和背景地面对象，从而把步骤(2)中提取出来的亮对象中的背景地面对象剔除；(4)使用紧致度特征，把两个装卸设备之间的对象从步骤(3)得到的对象中剔除；(5)合并步骤(4)中得到的影像对象，使用面积和长宽比特征来限制对象的大小，把面积较大和较小以及长宽比较大对象从步骤(4)中得到的影像对象类别中剔除，从而得到装卸设备的类别对象。还有系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理的
，尤其涉及一种利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法，以及利用遥感影像提取港口的装卸设备的系统。
技术介绍
港口作为海上运输的重要组成部分，已经越来越受到人们的重视，成为交通规划的一个关键研究方向。而港口的规划建设，需要获取港口的各种地物及其位置。装卸设备是港口最常见的物体，因此装卸设备图像的提取是一个非常重要的项目，值得投入大量的研发力量。本专利技术中要提取的装卸设备指的是集装箱堆场码头前沿的装卸设备，其在泊位范围内，在影像上表现为存在白色小矩形区域作为一区分的特点。白色对象的特点可以使用亮边缘影像的强度均值、亮度均值、面积、长宽比等特征进行提取。在提取装卸设备的时候，如果只使用亮度均值、面积、长宽比等特征，遇到那些与装卸设备有相近特征阈值的对象时，就会这些对象错分成装卸设备，对提取的准确率有很大的影响。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术要解决的技术问题是提供了一种利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法，其不会把那些与装卸设备有相近特征阈值的对象错分成装卸设备，提取的准确率大大提高。本专利技术的技术方案是：这种利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法，该方法包括以下步骤：(1)从遥感影像的泊位对象中，通过小尺度的分割来提取装卸设备分割对象；(2)对装卸设备分割对象使用亮度均值特征，把较亮的对象提取出来；(3)通过边缘提取算法生成的亮边缘影像的强度均值特征区分亮对象和背景地面对象，从而把步骤(2)中提取出来的亮对象中的背景地面对象剔除；(4)使用紧致度特征，把两个装卸设备之间的对象从步骤(3)得到的对象中剔除；(5)合并步骤(4)中得到的影像对象，使用面积和长宽比特征来限制对象的大小，把面积较大和较小以及长宽比较大对象从步骤(4)中得到的影像对象类别中剔除，从而得到装卸设备的类别对象。本专利技术通过小尺度的分割来提取装卸设备分割对象，使用亮度均值特征把较亮的对象提取出来，通过边缘提取算法生成的亮边缘影像的强度均值特征区分亮对象和背景地面对象，使用紧致度特征把两个装卸设备之间的对象剔除，使用面积和长宽比特征来限制对象的大小把面积较大和较小以及长宽比较大对象剔除，因此不会把那些与装卸设备有相近特征阈值的对象错分成装卸设备，提取的准确率大大提高。还提供了一种利用遥感影像提取港口的装卸设备的系统，该系统包括：分割算法模块，其配置来从遥感影像的泊位对象中，通过小尺度的分割来提取装卸设备分割对象；亮对象提取模块，其配置来对装卸设备分割对象使用亮度均值特征，把较亮的对象提取出来；第一剔除模块，其配置来通过边缘提取算法生成的亮边缘影像的强度均值特征区分亮对象和背景地面对象，从而把亮对象提取模块中提取出来的亮对象中的背景地面对象剔除；第二剔除模块，其配置来使用紧致度特征，把两个装卸设备之间的对象从第一剔除模块得到的对象中剔除；第三剔除模块，其配置来合并第二剔除模块中得到的影像对象，使用面积和长宽比特征来限制对象的大小，把面积较大和较小以及长宽比较大对象从第二剔除模块中得到的影像对象类别中剔除，从而得到装卸设备的类别对象。附图说明图1所示为根据本专利技术的利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法的流程图。具体实施方式装卸设备的提取是在提取出泊位的基础上完成的，而提取泊位使用的是泊位组矢量数据，它限定了装卸设备提取的空间范围，根据提取出来的装卸设备数量进一步监测其在泊位组的变化情况，就能够掌握一定时期内港口集装箱吞吐量趋势以及了解新建集装箱堆场的运行状况。如图1所示，这种利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法，该方法包括以下步骤：(1)从遥感影像的泊位对象中，通过小尺度的分割来提取装卸设备分割对象。由于装卸设备的白色小矩形的面积相对较小，原有的分割尺度分割出来的泊位对象不能把每个白色的矩形都分割为独立的对象，因此通过小尺度的分割来提取装卸设备分割对象。(2)对装卸设备分割对象使用亮度均值特征，把较亮的对象提取出来。(3)通过边缘提取算法生成的亮边缘影像的强度均值特征区分亮对象和背景地面对象，从而把步骤(2)中提取出来的亮对象中的背景地面对象剔除。由于装卸设备的白色小矩形与其背景地面边缘明显，因此使用边缘提取算法生成的亮边缘影像的强度均值特征能够很好的区分它们。(4)使用紧致度特征，把两个装卸设备之间的对象从步骤(3)得到的对象中剔除。由于装卸设备可能相邻较近，上述步骤中的特征参数不能把其分离开，可以使用紧致度特征，把两个装卸设备之间的对象从步骤3得到的对象中剔出出来。紧致度特征描述了一个影像对象的紧致程度。该特征是基于面积的特征。一个影像对象越紧致，它的边界就表现得越小。(5)合并步骤(4)中得到的影像对象，由于装卸设备有一定的大小范围的，因此可以使用面积和长宽比特征来限制对象的大小，把面积较大和较小以及长宽比较大对象从步骤(4)中得到的影像对象类别中剔除，从而得到装卸设备的类别对象。本专利技术通过小尺度的分割来提取装卸设备分割对象，使用亮度均值特征把较亮的对象提取出来，通过边缘提取算法生成的亮边缘影像的强度均值特征区分亮对象和背景地面对象，使用紧致度特征把两个装卸设备之间的对象剔除，使用面积和长宽比特征来限制对象的大小把面积较大和较小以及长宽比较大对象剔除，因此不会把那些与装卸设备有相近特征阈值的对象错分成装卸设备，提取的准确率大大提高。另外，所述步骤(1)中，分割的尺度参数设置为20。另外，所述步骤(2)中，亮度均值根据公式(1)获得其中，是影像层k的亮度权重，K是用于计算的影像层k的数目，wB是用于计算的所有影像层k的亮度权重的总和，是影像对象v在影像层k中的强度均值，是影像层k中最暗的可能强度值，是影像层k中最亮的可能强度值。另外，所述步骤(4)中，紧致度为取值范围是[0，∞]，其中，lv是一个影像对象v的长度，wv是一个影像对象v的宽度，#Pv是在Pv中包含的像元总数。另外，所述步骤(5)中，面积通过公式(2)计算Av＝#Pv×u2取值范围是[0,场景大小](2)其中，Av是影像对象v的面积，#Pv是在Pv中包含的像元总数，u是坐标系统单位的像元大小。另外，所述步骤(5)中，长宽比是一个影像对象的长宽之比，通过公式(3)、(4)、(5)来获得：取值范围是[0,∞](5)其中，#Pv是一个影像对象v的像元集合大小，λ1λ2是特征值，是特征值方式计算的影像对象v的长宽比，是边界框方式计算的影像对象v的长宽比，γv是影像对象v的长宽比，a是边界框的填充率，w是影像层权重，更进一步地，ArcGIS产品线为用户提供一个可伸缩的、全面的GIS平台。ArcObjects包含了大量的可编程组件，从细粒度的对象(例如单个的几何对象)到粗粒度的对象(例如与现有ArcMap文档交互的地图对象)涉及面极广，这些对象为开发者集成了全面的GIS功能。每一个使用ArcObjects建成的ArcGIS产品都为开发者提供了一个应用开发的容器，包括桌面GIS(ArcGISDesktop)，嵌入式GIS(ArcGISEngine)以及服务GIS(ArcGISServer)。常规的含有GIS空间的业务数据(主要是目前流行的ArcGIS数据格式)在进行数据维护编辑时(主要是增删改查)，目前主要有两种方式进行空间及属性数据的统一管理控制：一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)从遥感影像的泊位对象中，通过小尺度的分割来提取装卸设备分割对象；(2)对装卸设备分割对象使用亮度均值特征，把较亮的对象提取出来；(3)通过边缘提取算法生成的亮边缘影像的强度均值特征区分亮对象和背景地面对象，从而把步骤(2)中提取出来的亮对象中的背景地面对象剔除；(4)使用紧致度特征，把两个装卸设备之间的对象从步骤(3)得到的对象中剔除；(5)合并步骤(4)中得到的影像对象，使用面积和长宽比特征来限制对象的大小，把面积较大和较小以及长宽比较大对象从步骤(4)中得到的影像对象类别中剔除，从而得到装卸设备的类别对象。

【技术特征摘要】
1.一种利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)从遥感影像的泊位对象中，通过小尺度的分割来提取装卸设备分割对象；(2)对装卸设备分割对象使用亮度均值特征，把较亮的对象提取出来；(3)通过边缘提取算法生成的亮边缘影像的强度均值特征区分亮对象和背景地面对象，从而把步骤(2)中提取出来的亮对象中的背景地面对象剔除；(4)使用紧致度特征，把两个装卸设备之间的对象从步骤(3)得到的对象中剔除；(5)合并步骤(4)中得到的影像对象，使用面积和长宽比特征来限制对象的大小，把面积较大和较小以及长宽比较大对象从步骤(4)中得到的影像对象类别中剔除，从而得到装卸设备的类别对象。2.根据权利要求1所述的利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，分割的尺度参数设置为20。3.根据权利要求2所述的利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，亮度均值根据公式(1)获得取值范围是其中，是影像层k的亮度权重，K是用于计算的影像层k的数目，wB是用于计算的所有影像层k的亮度权重的总和，是影像对象v在影像层k中的强度均值，是影像层k中最暗的可能强度值，是影像层k中最亮的可能强度值。4.根据权利要求3所述的利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，紧致度为取值范围是[0，∞]，其中，lv是一个影像对象v的长度，wv是一个影像对象v的宽度，#Pv是在Pv中包含的像元总数。5.根据权利要求4所述的利用遥感影像提取港口的装卸设备的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，面积通过公式(2)计...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐越，聂向军，董敏，刘宏，郝军，黄俊，
申请(专利权)人：交通运输部规划研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11