一种利用光谱遥感图像识别海上人工设施的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用光谱遥感图像识别海上人工设施的方法。对高光谱数据预处理后进行异常检测，获取疑似目标。然后在光谱域进行提取波段比值和光谱导数等光谱特征，在图像域利用红波段的几何纹理清晰特点，提取目标图像直线和圆特征，最后通过融合分析识别感兴趣目标的方法。本发明专利技术所提供的方法填补了利用遥感图像自动识别海上人工设施的空白。适用于高光谱传感器对海上人工设施的检测识别，在多光谱图像上也可适用，具有良好的应用前景。

A method for identifying artificial facilities at sea by using spectral remote sensing images

The invention discloses a method for identifying artificial facilities at sea by using spectral remote sensing images. After the preprocessing of hyperspectral data, the abnormal detection is carried out, and the suspected target is obtained. Then, spectral features such as band ratio and spectral derivative are extracted in the spectral domain. In the image domain, we extract the straight line and circle features of the target image based on the clear geometric features of the red band, and finally identify the interested targets by fusion analysis. The method provided by the invention fills the blank of automatic identification of artificial facilities at sea by using remote sensing images. It is suitable for the detection and recognition of artificial facilities at sea by hyperspectral sensors. It is also suitable for multi spectral images, and has a good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种利用光谱遥感图像识别海上人工设施的方法
本专利技术涉及一种利用光谱遥感图像识别海上人工设施的方法，属于遥感图像智能识别的

技术介绍
管理、维护与利用海域中的岛礁是国家主权的重要内容之一，探明海域内的海上人工设施，对于保障海上正常航行、开发利用与维护国家海洋权益都有重要意义。由于历史的种种原因，我国南海海上人工设施的了解还远没有满足实际的需求。随着东海、南海等海域内主权争端和开发利用需求的升温，探明我海域海上人工设施情况的需求也越来越迫切。探明我海域海上人工设施情况有两大类方法：一类是基于船只抵近获取的传统探测方法，由于该方法必须利用船只抵近勘探，难以在船只无法到达的海域开展探测(例如在存在主权归属争议的岛屿附近)。另一类是基于遥感的探测方法，该方法无需抵近勘探，适用于任何海域。目前，基于遥感探测人工设施的方法主要还是依赖人工判图，无法大规模大范围判明人工设施，特别是小型人工设施受遥感空间分辨率影响，可能会存在几个像素甚至亚像素的情况，这时人工判图基本无效。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服现有技术的不足，利用现有的遥感成像手段，提供一种利用光谱遥感图像识别海上人工设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用光谱遥感图像识别海上人工设施的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)背景分析：获取所要检测人工设施的相关信息，包括大小、形状和材质；(2)异常检测：根据步骤(1)中获取的所要检测人工设施的大小与遥感图像空间分辨率大小的对比，分为纯像素异常检测和亚像素异常检测，将检测出的异常结果根据人工设施的大小进行初步筛选，滤除过大和过小的结果，剩余的检测结果即为疑似目标；(3)光谱特征提取：由于海水的光谱曲线较为平缓，而水下礁滩在近红外部分几乎不反射任何光线，因此水下礁滩的光谱曲线在近红外部分会有明显下降梯度,所以采用近红外波段与红波段的波段比值用于鉴别水下礁滩与海水；由于海上人工设施与水上礁滩的光...

【技术特征摘要】
1.一种利用光谱遥感图像识别海上人工设施的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)背景分析：获取所要检测人工设施的相关信息，包括大小、形状和材质；(2)异常检测：根据步骤(1)中获取的所要检测人工设施的大小与遥感图像空间分辨率大小的对比，分为纯像素异常检测和亚像素异常检测，将检测出的异常结果根据人工设施的大小进行初步筛选，滤除过大和过小的结果，剩余的检测结果即为疑似目标；(3)光谱特征提取：由于海水的光谱曲线较为平缓，而水下礁滩在近红外部分几乎不反射任何光线，因此水下礁滩的光谱曲线在近红外部分会有明显下降梯度,所以采用近红外波段与红波段的波段比值用于鉴别水下礁滩与海水；由于海上人工设施与水上礁滩的光谱没有固定的差异，且不同材质的礁滩光谱曲线变化复杂，因此采用光谱导数挖掘海上人工设施与水上礁滩的光谱鉴别特征；最后，采用特征选择方法对波段比值与光谱导数特征进行筛选，得到有效的光谱特征；(4)图像特征提取：海上人工设施具有明显的几何特征，由于红波段图像受大气散射的影响较小，地物影像清晰，对人文地物判读有利，不同地质构造的边界在图像上有显示的反映，因此只在红波段图像对海上人工设施进行几何特征的提取；(5)由于海上人工设施必须同时具备露出海面以及一定形状的特点，因此采用步骤(3)得到的光谱特征和步骤(4)得到的图像特征与步骤(2)得到的疑似目标进行光谱匹配和图像匹配，当同时满足光谱匹配和图像匹配条件的疑似目标即为人工设施。2.根据权利要求1所述的一种利用光谱遥感图像识别海上人工设施的方法，其特征在于，所述背景分析前对高光谱数据进行数据预处理，主要采用包括去除水吸收波段的方法去除噪声过大的波段。3.根据权利要求1所述的一种利用光谱遥感图像识别海上人工设施的方法，其特征在于，步骤(3)中，特征选择方法主要是选择海上人工设施内部差异小和与非人工设施间差异大的特征，非人工设施主要包括海水、水下礁滩、水上礁滩，其中选择与非人工设施间差异和海上人工设施内部差异比值较大的一组特征参与后续的光谱匹配。4.根据权利要求1所述的一种利用光谱遥感图像识别海上人工设施的方法，其特征在于，步骤(3)中的一阶光谱导数定义为：

【专利技术属性】
技术研发人员：陈进，詹明，刘翔，畅磊，陈东，
申请(专利权)人：北京市遥感信息研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11