一种基于太阳照射阴影补偿的带状地下结构探测方法技术

一种基于太阳照射阴影补偿的带状地下结构探测方法，属于遥感技术、自然地理和模式识别的交叉领域，对阴影进行检测后，进行补偿处理，提高探测带状地下结构的识别率，降低虚警率。本发明专利技术包括获取指定区域的DEM地形数据步骤、利用DEM和太阳高度角、太阳方位角获取图像阴影位置步骤、对阴影区域进行处理和补偿步骤、阴影区域校正后带状地下结构的探测步骤。本发明专利技术利用获取的DEM地形数据对指定区域的阴影进行检测；将检测出来的阴影区域进行处理和补偿操作，减小阴影区域对带下地下结构探测的影响；最后对阴影补偿后的遥感图像进行带状地下结构探测，相对未进行阴影补偿处理的遥感图的带状地下结构探测，提高了带状地下结构探测正确率，降低了虚警率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳照射阴影补偿的带状地下结构探测方法
本专利技术属于遥感技术、图像处理和模式识别的交叉领域，具体涉及一种基于太阳照射阴影补偿的带状地下结构探测方法。
技术介绍
阴影是在自然界中普遍存在的一种物理现象，是由于光源被物体遮挡而产生的。图像中阴影的存在对计算机视觉领域的相关问题有不同的影响，这种影响有有利的也有不利的，比如在虚拟现实、3D游戏中为物体添加阴影，可以提高场景的真实感。但是更多的时候，图像中的阴影会对计算机视觉的相关问题产生不利的影响，如在遥感图像中，阴影的存在会影响后继的图像匹配、模式识别和地物的提取等多种遥感图像处理操作；在视频监控中，阴影和运动目标结合在一起，导致计算机对目标物体的提取和追踪出现错误。因此，有必要对图像中的阴影进行检测和分析，并根据需要进而消除或减弱阴影的影响。目前，国内外很多专家学者对视频中的阴影去除进行了比较深入的研究，提出了很多有效的算法。在视频监控和车辆追踪等领域得到了广泛的应用，但是无法处理静态的图像。在静态图像中的阴影检测方法，一直是一个比较困难的问题，因为静态图像所包含的信息量更少，不能像在视频中一样利用帧间关系来进行阴影检测。同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于太阳照射阴影补偿的带状地下结构探测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)根据待检测区域的地理位置确定待检测区域的经纬度信息，然后根据红外遥感图像的分辨率计算经纬度步长，并根据待检测区域的经纬度信息和经纬度步长获取待检测区域的海拔高度信息，最后对所得到的海拔高度信息进行校正处理；(2)利用太阳方位角信息对校正后的海拔高度图进行旋转处理，通过太阳高度角信息计算山体本体和山体阴影的比例，确定海拔高度图中阴影的大小和位置，对旋转后的海拔高度图进行处理得到图像阴影位置的标记图；(3)对得到的图像阴影位置的标记图进行膨胀处理，并对膨胀后的阴影区域进行补偿；(4)对阴影区域补偿后的红外遥感图...

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳照射阴影补偿的带状地下结构探测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)根据待检测区域的地理位置确定待检测区域的经纬度信息，然后根据红外遥感图像的分辨率计算经纬度步长，并根据待检测区域的经纬度信息和经纬度步长获取待检测区域的海拔高度信息，最后对所得到的海拔高度信息进行校正处理；(2)利用太阳方位角信息对校正后的海拔高度图进行旋转处理，通过太阳高度角信息计算山体本体和山体阴影的比例，确定海拔高度图中阴影的大小和位置，对旋转后的海拔高度图进行处理得到图像阴影位置的标记图；(3)对得到的图像阴影位置的标记图进行膨胀处理，并对膨胀后的阴影区域进行补偿；(4)对阴影区域补偿后的红外遥感图像进行初步的探测识别，然后利用位置的关联性进行二次的判断，从而探测得到带状地下结构。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中根据待检测区域的地理位置确定待检测区域的经纬度信息，然后根据红外遥感图像的分辨率计算经纬度步长，具体包括如下子步骤：(1.1.1)根据待检测区域的地理位置获得待检测区域左上方点经纬度信息为A(x1，y1)，以及右下方点的经纬度信息为B(x2，y2)；(1.1.2)获得红外遥感图像的分辨率为k米，分别根据下式求取经度步长lon和纬度步长lat，C＝sin(y1)2*cos(x1-x2)+cos(y1)2(y1＝y2)d1＝R*arccos(C)*Pi/180R＝6371.004lon＝k*(x2-x1)/d13.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中根据待检测区域的经纬度信息和经纬度步长获取待检测区域的海拔高度信息，具体为：根据待检测区域的经纬度信息和经纬度步长得到待检测区域每一点的经纬度信息，根据每一点的经纬度信息在GoogleEarth中进行定位，再获取每一个定位点的海拔信息，得到一张和经纬度图一样大小的海拔信息图，其分辨率同样为k米。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中对所得到的海拔高度信息进行校正处理，具体包括：(1.3.1)通过下式对海拔信息图处理求出海拔高度中的奇异点，其中奇异点和非奇异点满足以下条件：H(i,j)>H(i+k,j+l)+h(k,l＝-1,1)式中(i，j)为奇异点H(i,j)<H(i+k,j+l)+h(k,l＝-1,1)式中(i，j)为非奇异点式中H(i，j)为(i，j)点处的海拔高度，H(i+k，j+l)为(i，j)邻近点的海拔高度；对奇异点进行中值滤波处理，去除奇异点，得到初步校正后的海拔高度图；(1.3.2)对初步校正后的海拔高度图进行m*m模板大小的均值滤波，对海拔高度图进行再次校正。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中利用太阳方位角信息对校正后的海拔高度图进行旋转处理，具体包括：确定太阳方位角θ，对校正后的海拔高度图旋转太阳方位角θ，变换公式如下：旋转前旋转后对旋转后得到的海拔高度图，超出的部分海拔高度设置为0；其中，所述太阳方位角为地面的竖立直线的阴影和正南方的夹角。6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中通过太阳高度角信息计算山体本体和山体阴影的比例，确定海拔高度图中阴影的大小和位置，具体包括：根据公式计算太阳高度角，其中φ代表当地的地理纬度，代表太阳直射点地理纬度，(+/-)是所求地理纬度和太阳直射点的地理纬度是否在同一个半球：如果在同一半球符号为-，在南北半球符号为+；根据山体阴影和山体本体的关系求得阴影的大小和位置。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天序，郝龙伟，马文绚，鲁岑，药珩，王岳环，桑农，杨卫东，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42