基于影像纹理特征和DSM的变化检测方法技术

本发明专利技术提供一种基于影像纹理特征和DSM的变化检测方法，包括以下步骤：步骤1，将地物划分为多种地物类型；根据每种地物类型的特点，设定每种地物对应的高程变化阈值范围；同时，统计分析得到每种地物对应的纹理特征；对于每个子区域，根据该子区域对应的地物类型，调取到步骤1设定的对应的纹理特征和对应的高程变化阈值范围；采用与所述地物类型对应的纹理特征和高程变化阈值范围，对所述初步变化检测结果进行进一步判定，判定所述初步变化检测结果是否正确。具有以下优点：本发明专利技术将纹理特征和DSM信息以不同地物阈值的方式整合到变化检测过程中，从而有效提高变化检测精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于变化检测
，具体涉及一种基于影像纹理特征和DSM的变化检测方法。
技术介绍
遥感影像变化检测技术是指：通过分析在不同时间来自同一地区的两副或多幅图像，检测出该地区的地物随时间发生的变化信息。目前，变化检测技术发展迅速，广泛应用于环境监测、土地利用、农作物生长状况监测、灾情估计等领域。变化检测技术按照处理信息的层次，分为像素级、特征级以及决策级三个层次，随着土地覆盖变化的复杂性以及遥感数据多样性的增加，新的变化检测方法以及新的图像处理算法不断涌现，构建稳定、可靠的变化检测算法一直是变化检测领域研究的重点方向。现有的变化检测技术，仅在二维空间里选择单一的影像特征作为处理对象以及判别依据。该种变化检测方法主要存在以下不足：该种变化检测方法对影像数据的要求非常严格。但是，不同成像条件、不同时相的影像，质量多参差不齐，因此，采用传统的变化检测方法，具有变化检测精度有限的问题，难以满足特定领域的高检测精度的需求。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种基于影像纹理特征和DSM的变化检测方法，可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种基于影像纹理特征和DSM的变化检测方法，包括以下步骤：步骤1，将地物划分为多种地物类型；根据每种地物类型的特点，设定每种地物对应的高程变化阈值范围；同时，统计分析得到每种地物对应的纹理特征；步骤2，将同一地域不同时间获取的两幅遥感图像称为第1原始影像和第2原始影像；分别对所述第1原始影像和所述第2原始影像进行预处理后，对所述第1原始影像和所述第2原始影像进行初始的变化检测，确定所述第1原始影像相对于所述第2原始影像的初步变化区域，得到初步变化检测结果；步骤3，对所述初步变化区域按地物类型进行分割，分割为仅包含一种类型地物的子区域；步骤4，对于每个子区域，根据该子区域对应的地物类型，调取到步骤1设定的对应的纹理特征和对应的高程变化阈值范围；采用与所述地物类型对应的纹理特征和高程变化阈值范围，对所述初步变化检测结果进行进一步判定，判定所述初步变化检测结果是否正确。优选的，步骤1中，所述高程变化阈值范围通过以下方法获得：在地面平台、航天平台或航空平台搭载检测传感器；通过所述检测传感器，获得每种地物对应的高程变化阈值范围。优选的，在地面平台搭载以下检测传感器：三维激光扫描仪或数码相机；在航天平台搭载以下检测传感器：星载三维激光雷达、星载合成孔径雷达和星载多光谱传感器中的一种；在航空平台搭载以下检测传感器：影像数据检测传感器、三维激光点云数据检测传感器和雷达数据检测传感器。优选的，每种地物对应的纹理特征通过统计纹理分析或结构纹理分析得到。优选的，通过统计纹理分析得到的纹理特征为统计纹理的数字特征，包括图像局部区域的自相关函数、灰度共生矩阵、灰度游程以及灰度分布中的一种或几种。优选的，通过结构纹理分析得到的纹理特征包括：能量、对比度、相关、熵、逆差距、中值、协方差、同质性、反差、异质性、二阶距、自相关中的一种或几种。本专利技术提供的基于影像纹理特征和DSM的变化检测方法具有以下优点：本专利技术将纹理特征和DSM信息以不同地物阈值的方式整合到变化检测过程中，从而有效提高变化检测精度。附图说明图1为本专利技术提供的基于影像纹理特征和DSM的变化检测方法的流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了减弱单一特征指数以及影像质量对变化检测的影响，本专利技术提供一种基于影像纹理特征和DSM(DigitalSurfaceModel，DSM)的变化检测方法，将影像变化检测从二维空间扩展至三维空间，提高变化检测精度。本专利技术提供的基于影像纹理特征和DSM的变化检测方法，包括以下步骤：步骤1，将地物划分为多种地物类型；根据每种地物类型的特点，设定每种地物对应的高程变化阈值范围；同时，统计分析得到每种地物对应的纹理特征；本步骤中，高程变化阈值范围通过以下方法获得：在地面平台、航天平台或航空平台搭载检测传感器；通过所述检测传感器，获得每种地物对应的高程变化阈值范围。具体的，在地面平台搭载以下检测传感器：三维激光扫描仪或数码相机(可组成立体像对)。在航天平台搭载以下检测传感器：星载三维激光雷达(LIDAR)、星载合成孔径雷达(INSAR)和星载多光谱传感器(可组成立体像对)中的一种；在航空平台搭载以下检测传感器：影像数据检测传感器、三维激光点云数据检测传感器和雷达数据检测传感器。具体包括：航空数码相机、高像素航空数码相机、RC30航空照相机、RMKTOP航空摄影仪、LMK2000航摄仪、DMC全数字航摄仪、Nikon相机、佳能相机、三维激光雷达(LIDAR)、低空数码遥感系统、机载合成孔径雷达(INSAR)、机载成像光谱仪中的一种或几种。每种地物对应的纹理特征通过统计纹理分析或结构纹理分析得到。其中，通过统计纹理分析得到的纹理特征为统计纹理的数字特征，包括图像局部区域的自相关函数、灰度共生矩阵、灰度游程以及灰度分布中的一种或几种。通过结构纹理分析得到的纹理特征包括：能量、对比度、相关、熵、逆差距、中值、协方差、同质性、反差、异质性、二阶距、自相关中的一种或几种。步骤2，将同一地域不同时间获取的两幅遥感图像称为第1原始影像和第2原始影像；分别对所述第1原始影像和所述第2原始影像进行预处理后，对所述第1原始影像和所述第2原始影像进行初始的变化检测，确定所述第1原始影像相对于所述第2原始影像的初步变化区域，得到初步变化检测结果；在具体实现上，通过以下方法得到初步变化检测结果：将两个时相的原始影像分别进行影像预处理，包括辐射定标、大气校正、几何校正、影像融合、图像配准、提取影像纹理特征，得到预处理后的遥感影像；同时提取两个时相的DSM数据，DSM数据采集时间与卫片采集时间要保持一致。两个时相影像选取共同的样本(即在未变化区域中选择合适样本)，加入影像特征参数，进行影像监督分类，算法可以用最大似然法、马氏距离法等，得到分类结果。基于两时相数据的分类结果，通过差值或者变换的算法进行分类后变换检测，得到了初步的结果，同时还可以得到其变化属性和方向。步骤3，对所述初步变化区域按地物类型进行分割，分割为仅包含一种类型地物的子区域；步骤4，对于每个子区域，根据该子区域对应的地物类型，调取到步骤1设定的对应的纹理特征和对应的高程变化阈值范围；采用与所述地物类型对应的纹理特征和高程变化阈值范围，对所述初步变化检测结果进行进一步判定，判定所述初步变化检测结果是否正确。本专利技术中，通过设置不同地物对应的高程变化阈值范围，例如，当森林信息发生变化时，拟定一个高程变化阈值范围，符合当地树木平均高度变化的规律；而当建筑用地发生变化时，也拟定一个高程变化阈值范围，且已知会与树木的阈值区间存在较大差异。加入高程信息的变化检测，增加了变化区域的判定条件，大大减少了因“同物异谱，异物同谱”的光谱缺陷造成的变化信息误判，另外，加入精度更高的高程数据，得到更为精准的正射影像，会减少因地物阴影区或投影差造成的误差。由此可见，本专利技术提供的基于影像纹理特征和DSM的变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于影像纹理特征和DSM的变化检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将地物划分为多种地物类型；根据每种地物类型的特点，设定每种地物对应的高程变化阈值范围；同时，统计分析得到每种地物对应的纹理特征；步骤2，将同一地域不同时间获取的两幅遥感图像称为第1原始影像和第2原始影像；分别对所述第1原始影像和所述第2原始影像进行预处理后，对所述第1原始影像和所述第2原始影像进行初始的变化检测，确定所述第1原始影像相对于所述第2原始影像的初步变化区域，得到初步变化检测结果；步骤3，对所述初步变化区域按地物类型进行分割，分割为仅包含一种类型地物的子区域；步骤4，对于每个子区域，根据该子区域对应的地物类型，调取到步骤1设定的对应的纹理特征和对应的高程变化阈值范围；采用与所述地物类型对应的纹理特征和高程变化阈值范围，对所述初步变化检测结果进行进一步判定，判定所述初步变化检测结果是否正确。

【技术特征摘要】
1.一种基于影像纹理特征和DSM的变化检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将地物划分为多种地物类型；根据每种地物类型的特点，设定每种地物对应的高程变化阈值范围；同时，统计分析得到每种地物对应的纹理特征；步骤2，将同一地域不同时间获取的两幅遥感图像称为第1原始影像和第2原始影像；分别对所述第1原始影像和所述第2原始影像进行预处理后，对所述第1原始影像和所述第2原始影像进行初始的变化检测，确定所述第1原始影像相对于所述第2原始影像的初步变化区域，得到初步变化检测结果；步骤3，对所述初步变化区域按地物类型进行分割，分割为仅包含一种类型地物的子区域；步骤4，对于每个子区域，根据该子区域对应的地物类型，调取到步骤1设定的对应的纹理特征和对应的高程变化阈值范围；采用与所述地物类型对应的纹理特征和高程变化阈值范围，对所述初步变化检测结果进行进一步判定，判定所述初步变化检测结果是否正确。2.根据权利要求1所述的基于影像纹理特征和DSM的变化检测方法，其特征在于，步骤1中，所述高程变化阈值范围通过以下方法获得：在地面平台、航天平台或航空平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡佳，杨阳，张林，胡磊，杨献，李先怡，王枫，
申请(专利权)人：中科宇图科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11