基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，所述系统包括：遥感数据获取模块、数据预处理模块、多尺度分割模块、特征计算模块和空间要素提取模块。相较于现有技术，本申请提供的所述基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，通过各模块对遥感数据的预处理、分割和特征计算，从而能够有效地提取出想要的地理空间要素，具有较高的分类精度和提取可靠性，进而有利于构建及更新地理空间数据库，对于地理信息系统应用服务以及正在进行的数字城市建设和国情监测具有重要的意义和作用。

Geospatial elements extraction system based on high resolution satellite remote sensing data

The present invention provides a system for extracting high geo spatial elements based on remote sensing data, the system includes remote sensing data acquisition module, data processing module, multi-scale segmentation module, feature extraction module, calculation module and spatial elements. Compared with the prior art, the system extracts high geo spatial elements based on remote sensing data provided by the application of the remote sensing data of each module, through the preprocessing, segmentation and feature calculation, which can effectively extract the geo spatial elements like, with high classification accuracy and reliability of extraction, which is conducive to the construction and update the spatial database, and thus plays an important role in the application of geographic information system service and the ongoing construction of digital city and national condition monitoring.

【技术实现步骤摘要】
基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统
本专利技术涉及遥感数据应用
，具体涉及一种基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统。
技术介绍
遥感数据获取技术趋向“三多”(多传感器、多平台、多角度)和“三高”(高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率)。航空航天遥感影像丰富和提高了地理空间信息的获取手段与更新效率，是地理空间数据库更新的重要信息源。目前，在高空间分辨率遥感影像理解与分析方面，基于遥感数据的地理空间要素提取是遥感科学研究的热点之一。如何充分应用高空间分辨率的优越性，建立起影像数据与目标特征之间的机理联系，提高地理空间要素分类精度与提取可靠性，进而构建及更新地理空间数据库，对于地理信息系统应用服务以及正在进行的数字城市建设和国情监测具有重要的意义和作用。综上，目前迫切需要一种能够利用遥感数据提取出地理空间要素的地理空间要素提取系统。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，以提高地理空间要素分类精度与提取可靠性。本专利技术提供的一种基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，包括：遥感数据获取模块、数据预处理模块、多尺度分割模块、特征计算模块和空间要素提取模块；其中，所述遥感数据获取模块，用于获取目标区域对应的原始遥感数据；所述数据预处理模块，用于对所述原始遥感数据进行预处理，获得处理后的遥感数据；所述多尺度分割模块，用于根据处理后的所述遥感数据，将所述目标区域分割为多个对象区域；所述特征计算模块，用于计算各个所述对象区域的特征信息；所述空间要素提取模块，用于根据各个对象区域的特征信息，提取出符合待提取地理空间要素的特征信息的对象区域，完成地理空间要素的提取。可选的，所述数据预处理模块，包括：辐射定标单元，用于根据预设的转换关系将所述原始遥感数据中的后向散射系数转换为辐射亮度值。可选的，所述数据预处理模块，包括：地理编码单元，用于对所述原始遥感数据进行地理编码校正。可选的，所述数据预处理模块，包括：滤波单元，用于对所述原始遥感数据进行滤波。可选的，所述滤波单元，包括：Frost滤波子单元，用于采用Frost滤波器对所述原始遥感数据进行滤波。可选的，所述多尺度分割模块，包括：区域合并单元，用于根据处理后的所述遥感数据，采用区域合并算法，将所述目标区域分割为多个对象区域。可选的，所述特征计算模块，包括：光谱特征计算单元，用于计算各个所述对象区域的光谱特征信息；形状特征计算单元，用于计算各个所述对象区域的形状特征信息；纹理特征计算单元，用于计算各个所述对象区域的纹理特征信息。可选的，所述分类提取模块，包括：邻近分类单元，用于根据各个对象区域的特征信息，采用最邻近分类法提取出符合待提取地理空间要素的特征信息的对象区域，完成地理空间要素的提取。可选的，所述分类提取模块，包括：函数分类单元，用于根据各个对象区域的特征信息，采用成员函数法提取出符合待提取地理空间要素的特征信息的对象区域，完成地理空间要素的提取。可选的，所述基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，还包括：待提取地理空间要素特征计算模块，用于根据待提取地理空间要素的样本数据，计算待提取地理空间要素的特征信息。由上述技术方案可知，本专利技术提供的一种基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，包括：遥感数据获取模块、数据预处理模块、多尺度分割模块、特征计算模块和空间要素提取模块。相较于现有技术，本申请提供的所述基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，通过各模块对遥感数据的预处理、分割和特征计算，从而能够有效地提取出想要的地理空间要素，具有较高的分类精度和提取可靠性，进而有利于构建及更新地理空间数据库，对于地理信息系统应用服务以及正在进行的数字城市建设和国情监测具有重要的意义和作用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1示出了本专利技术第一实施例所提供的一种基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统的示意图；图2示出了本专利技术实施例提供的一种Frost滤波前的遥感影像效果图；图3示出了本专利技术实施例提供的一种Frost滤波后的遥感影像效果图；图4示出了本专利技术实施例提供的一种多尺度分割的流程图；图5示出了本专利技术实施例提供的一种寻找合并对象的示意图；图6示出了本专利技术实施例提供的一种多尺度分割参数构成图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。本专利技术提供一种基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统。下面结合附图对本专利技术的实施例进行说明。图1示出了本专利技术第一实施例所提供的一种基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统的示意图。如图1所示，本专利技术第一实施例提供的一种基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统包括：遥感数据获取模块1、数据预处理模块2、多尺度分割模块3、特征计算模块4和空间要素提取模块5；其中，所述遥感数据获取模块1，用于获取目标区域对应的原始遥感数据；所述数据预处理模块2，用于对所述原始遥感数据进行预处理，获得处理后的遥感数据；所述多尺度分割模块3，用于根据处理后的所述遥感数据，将所述目标区域分割为多个对象区域；所述特征计算模块4，用于计算各个所述对象区域的特征信息；所述空间要素提取模块5，用于根据各个对象区域的特征信息，提取出符合待提取地理空间要素的特征信息的对象区域，完成地理空间要素的提取。随着遥感技术及高分辨率数据采集技术的发展，遥感数据的分辨率越来越高，数据类型越来越丰富，因此，采用高分辨率遥感数据提取地理空间要素已成为可能且具有较高的精准性。本专利技术实施例中，所述地理空间要素包括任意一种具有独立特征的地物，例如居民地、水域、林地、沙漠、农田、道路等，利用本申请提供的地理空间要素提取系统，可以实现快速的提取以上任一种地理空间要素的目的，其均在本申请的保护范围之内。所述遥感数据获取模块1用于获取目标区域对应的原始遥感数据，本专利技术实施例中，以高分遥感数据为数据源，具体的，所述原始影像可以包括我国发射的高分3号卫星采集的雷达遥感数据、加拿大发射的Radarsat-2号卫星采集的雷达遥感数据、我国高分2号、5号卫星采集的多光谱遥感数据、全色遥感数据等，其均在本申请的保护范围之内。以Radarsat-2号卫星采集的合成孔径雷达(SAR)遥感数据为例，由于SAR传感器输出的数值输出值只是电信号数值或模拟量，并不是对应的实际地物辐射亮度，而且该值受传感器本身产生误差的影响存在一定的畸变，所以对于原始遥感数据需要进行的第一步处理就是辐射定标，即将传感器输出的信号(DN值，即后向散射系数)通过定量关系式转化为对应地物的辐射亮度值。在本申请提供的一个实施例中，所述数据预处理模块2，包括：辐射定标单元，用于根据预设的转换关系将所述原始遥感数据中的后向散射系数转换为辐射亮度值。具体的，辐射定标是保证遥感数据可靠性和精确性的重要手段。对于Radarsat-2雷达影像的SGX产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，其特征在于，包括：遥感数据获取模块、数据预处理模块、多尺度分割模块、特征计算模块和空间要素提取模块；其中，所述遥感数据获取模块，用于获取目标区域对应的原始遥感数据；所述数据预处理模块，用于对所述原始遥感数据进行预处理，获得处理后的遥感数据；所述多尺度分割模块，用于根据处理后的所述遥感数据，将所述目标区域分割为多个对象区域；所述特征计算模块，用于计算各个所述对象区域的特征信息；所述空间要素提取模块，用于根据各个对象区域的特征信息，提取出符合待提取地理空间要素的特征信息的对象区域，完成地理空间要素的提取。

【技术特征摘要】
1.一种基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，其特征在于，包括：遥感数据获取模块、数据预处理模块、多尺度分割模块、特征计算模块和空间要素提取模块；其中，所述遥感数据获取模块，用于获取目标区域对应的原始遥感数据；所述数据预处理模块，用于对所述原始遥感数据进行预处理，获得处理后的遥感数据；所述多尺度分割模块，用于根据处理后的所述遥感数据，将所述目标区域分割为多个对象区域；所述特征计算模块，用于计算各个所述对象区域的特征信息；所述空间要素提取模块，用于根据各个对象区域的特征信息，提取出符合待提取地理空间要素的特征信息的对象区域，完成地理空间要素的提取。2.根据权利要求1所述的基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，其特征在于，所述数据预处理模块，包括：辐射定标单元，用于根据预设的转换关系将所述原始遥感数据中的后向散射系数转换为辐射亮度值。3.根据权利要求1所述的基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，其特征在于，所述数据预处理模块，包括：地理编码单元，用于对所述原始遥感数据进行地理编码校正。4.根据权利要求1所述的基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，其特征在于，所述数据预处理模块，包括：滤波单元，用于对所述原始遥感数据进行滤波。5.根据权利要求4所述的基于高分卫星遥感数据的地理空间要素提取系统，其特征在于，所述滤波单元，包括：Frost滤波子单元，用于采用F...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥辉，刘文亮，王铎，姚璐，王丽丽，
申请(专利权)人：国家地理空间信息中心，
类型：发明
国别省市：北京,11