一种基于高清卫星影像的屋顶信息自动识别方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种基于高清卫星影像的屋顶信息自动识别方法及装置，包括：采集没有标注屋顶信息的高清卫星影像，对其进行预处理，得到高清卫星栅格图像，基于高清卫星栅格图像，得到正射图和数字表面图；基于正射图和数字表面图，结合高清卫星比对图像，识别屋顶轮廓范围，从屋顶轮廓范围中提取出屋顶轮廓坐标集合，以得到屋顶轮廓拟合平面的第二平面方程；利用第二平面方程，对高清卫星比对图像进行屋顶轮廓信息识别，基于屋顶轮廓信息，得到屋顶轮廓平面模型；利用第二平面方程对应的目标屋顶轮廓拟合平面内各个像素点的像素值，得到屋顶轮廓比对模型；通过高清卫星比对图像、屋顶轮廓平面模型和屋顶轮廓比对模型，以得到并导出屋顶信息识别模型。出屋顶信息识别模型。出屋顶信息识别模型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高清卫星影像的屋顶信息自动识别方法及装置


[0001]本申请属于图像处理
，尤其涉及一种基于高清卫星影像的屋顶信息自动识别方法及装置。

技术介绍

[0002]屋顶是房屋等建筑物外部的顶盖，屋顶信息自动识别是对建筑物的屋顶进行信息识别检测的过程，其对土地利用分析、城市规划变迁、地理数据更新以及自然灾害救助等领域具有重要意义。
[0003]随着科学技术的不断进步与发展，高清卫星影像等遥感识别技术的应用也越来越广泛，其中，高清卫星影像是一种运用卫星搭载各种传感器，获取全面、真实、客观地反映地表特征的数据，这些数据通过遥感技术处理可以成为带有高精度地理坐标信息的影像。
[0004]由于高清卫星影像具有分辨率高、覆盖区域广、更新周期短以及光谱特征丰富等特点，也用于屋顶信息自动识别中。然而，使用高清卫星影像对屋顶信息进行自动识别的过程中，由于各个地区的自然环境以及地域文化各不相同，不同地区的建筑风格也大不相同，导致使用高清卫星影像对屋顶信息进行自动识别的过程中，容易出现漏识别以及误识别的情况，使得使用高清卫星影像对屋顶信息进行自动识别的精确性差。
[0005]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于高清卫星影像的屋顶信息自动识别方法及装置。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本申请的目的在于提供一种基于高清卫星影像的屋顶信息自动识别方法及装置。技术方案如下：
[0007]第一方面，本申请提供一种基于高清卫星影像的屋顶信息自动识别方法，所述方法包括：
[0008]采集没有标注屋顶信息的高清卫星影像，对所述高清卫星影像进行预处理，得到高清卫星栅格图像，并基于所述高清卫星栅格图像，得到正射图和数字表面图；
[0009]基于所述正射图和所述数字表面图，结合预先构建的高清卫星影像图像库，识别所述高清卫星影像的屋顶轮廓范围，从所述屋顶轮廓范围中提取出屋顶轮廓坐标集合，所述高清卫星影像图像库中存储具有不同屋顶特征的高清卫星比对图像；
[0010]根据所述屋顶轮廓坐标集合，得到屋顶轮廓拟合平面的第一平面方程，对屋顶轮廓拟合平面的第一平面方程进行修正，以得到屋顶轮廓拟合平面的第二平面方程；
[0011]利用所述第二平面方程，对所述高清卫星比对图像进行屋顶轮廓信息识别，基于所述屋顶轮廓信息，得到屋顶轮廓平面模型；
[0012]采集所述第二平面方程对应的目标屋顶轮廓拟合平面内各个像素点的像素值，得到屋顶轮廓颜色集合，通过所述屋顶轮廓颜色集合对所述目标屋顶轮廓拟合平面进行拟合，以得到屋顶轮廓比对模型；
[0013]通过所述高清卫星比对图像，对所述屋顶轮廓平面模型和所述屋顶轮廓比对模型进行比对，以得到屋顶信息识别模型；
[0014]导出所述屋顶信息识别模型，所述屋顶信息识别模型用于识别所述高清卫星影像的屋顶信息。
[0015]可选的，所述基于所述高清卫星栅格图像，得到正射图和数字表面图包括：
[0016]调用预先构建的屋顶对比模型库中的屋顶比对模型对所述高清卫星栅格图像进行特征提取，以获取所述高清卫星栅格图像中的关键点，并在所述高清卫星栅格图像中确定与关键点匹配的路标点，所述屋顶比对模型是基于至少一个地区的建筑物特征训练，不同的屋顶比对模型对应的部分建筑物特征不同；
[0017]在基于所述路标点确定所述高清卫星栅格图像为关键帧图像的情况下，基于预先设置的球定位系统误差以及重投影误差，对所述关键帧图像对应的局部地图信息进行优化；
[0018]基于优化后的局部地图信息，确定所述关键帧图像的正射性；
[0019]在所述正射性大于预先设置的阈值的情况下，将所述关键帧图像投影到地平面上，并将投影后的关键帧图像切分为多个图像瓦片；
[0020]对各图像瓦片以及各图像瓦片的正射值瓦片进行融合，生成各图像瓦片的正射图像，各图像瓦片的正射图像可以组成所述关键帧图像的正射图；
[0021]根据影像分块匹配技术和半全局匹配算法，对所述高清卫星栅格图像进行处理，得到所述数字表面图像。
[0022]可选的，所述对所述高清卫星影像进行预处理包括：
[0023]对所述高清卫星影像进行图像滤波和图像裁剪，所述图像滤波用于消除所述高清卫星影像中的噪声，所述图像裁剪用于去除所述高清卫星影像中的干扰轮廓，所述图像滤波和所述图像裁剪中的一个在另一个之前。
[0024]可选的，所述基于所述正射图和所述数字表面图，结合预先构建的高清卫星影像图像库，识别所述高清卫星影像的屋顶轮廓范围包括：
[0025]基于所述正射图和所述数字表面图，从预先构建的高清卫星影像图像库中选择高清卫星比对图像；
[0026]利用选择出的高清卫星比对图像，训练得到具备屋顶轮廓范围识别能力的屋顶轮廓识别模型；
[0027]将高清卫星影像输入到所述屋顶轮廓识别模型中，获得所述屋顶轮廓识别模型输出的所述高清卫星影像的初始屋顶轮廓范围；
[0028]利用所述初始屋顶轮廓范围对所述高清卫星影像进行二值化处理，得到所述高清卫星影像的二值化栅格图；
[0029]对所述高清卫星影像的二值化栅格图进行矢量化处理，得到栅格矢量图，优化所述栅格矢量图的边界，以得到所述屋顶轮廓范围。
[0030]可选的，所述基于所述正射图和所述数字表面图，从预先构建的高清卫星影像图像库中选择高清卫星比对图像包括：
[0031]针对所述数字表面图中的每个像素点，利用该像素点的坐标，从所述正射图中获取该像素点的RGB信息；
[0032]通过从正射图中获取的所有像素点的RGB信息，从高清卫星影像图像库中选择与所述所有像素点的RGB信息匹配的高清卫星比对图像。
[0033]可选的，所述根据所述屋顶轮廓坐标集合，得到屋顶轮廓拟合平面的第一平面方程包括：
[0034]根据所述屋顶轮廓坐标集合，确定屋顶轮廓的角点像素坐标；
[0035]根据所述角点像素坐标，计算所述屋顶轮廓拟合平面的第一平面方程。
[0036]可选的，所述对屋顶轮廓拟合平面的第一平面方程进行修正，以得到屋顶轮廓拟合平面的第二平面方程包括：
[0037]根据所述角点像素坐标和设定常数值，得到所述焦点像素坐标对应的多延伸像素坐标；
[0038]将每个延伸像素坐标代入所述第一平面方程，得到所述延伸像素坐标的计算结果，并计算所述计算结果的误差值；
[0039]当所述误差值小于标准误差值时，利用所述误差值小于所述标准误差值的延伸像素坐标对所述第一平面方程进行修正。
[0040]可选的，所述利用所述第二平面方程，对所述高清卫星比对图像进行屋顶轮廓信息识别，基于所述屋顶轮廓信息，得到屋顶轮廓平面模型包括：
[0041]利用所述平面方程对所述高清卫星比对图像中的屋顶轮廓信息进行识别，从所述高清卫星比对图像中识别到屋顶轮廓信息；
[0042]将识别到的屋顶轮廓信息与所述高清卫星比对图像标注的屋顶信息中的屋顶轮廓信息进行比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高清卫星影像的屋顶信息自动识别方法，其特征在于，所述方法包括：采集没有标注屋顶信息的高清卫星影像，对所述高清卫星影像进行预处理，得到高清卫星栅格图像，并基于所述高清卫星栅格图像，得到正射图和数字表面图；基于所述正射图和所述数字表面图，结合预先构建的高清卫星影像图像库，识别所述高清卫星影像的屋顶轮廓范围，从所述屋顶轮廓范围中提取出屋顶轮廓坐标集合，所述高清卫星影像图像库中存储具有不同屋顶特征的高清卫星比对图像；根据所述屋顶轮廓坐标集合，得到屋顶轮廓拟合平面的第一平面方程，对屋顶轮廓拟合平面的第一平面方程进行修正，以得到屋顶轮廓拟合平面的第二平面方程；利用所述第二平面方程，对所述高清卫星比对图像进行屋顶轮廓信息识别，基于所述屋顶轮廓信息，得到屋顶轮廓平面模型；采集所述第二平面方程对应的目标屋顶轮廓拟合平面内各个像素点的像素值，得到屋顶轮廓颜色集合，通过所述屋顶轮廓颜色集合对所述目标屋顶轮廓拟合平面进行拟合，以得到屋顶轮廓比对模型；通过所述高清卫星比对图像，对所述屋顶轮廓平面模型和所述屋顶轮廓比对模型进行比对，以得到屋顶信息识别模型；导出所述屋顶信息识别模型，所述屋顶信息识别模型用于识别所述高清卫星影像的屋顶信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述高清卫星栅格图像，得到正射图和数字表面图包括：调用预先构建的屋顶对比模型库中的屋顶比对模型对所述高清卫星栅格图像进行特征提取，以获取所述高清卫星栅格图像中的关键点，并在所述高清卫星栅格图像中确定与关键点匹配的路标点，所述屋顶比对模型是基于至少一个地区的建筑物特征训练，不同的屋顶比对模型对应的部分建筑物特征不同；在基于所述路标点确定所述高清卫星栅格图像为关键帧图像的情况下，基于预先设置的球定位系统误差以及重投影误差，对所述关键帧图像对应的局部地图信息进行优化；基于优化后的局部地图信息，确定所述关键帧图像的正射性；在所述正射性大于预先设置的阈值的情况下，将所述关键帧图像投影到地平面上，并将投影后的关键帧图像切分为多个图像瓦片；对各图像瓦片以及各图像瓦片的正射值瓦片进行融合，生成各图像瓦片的正射图像，各图像瓦片的正射图像可以组成所述关键帧图像的正射图；根据影像分块匹配技术和半全局匹配算法，对所述高清卫星栅格图像进行处理，得到所述数字表面图像。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述高清卫星影像进行预处理包括：对所述高清卫星影像进行图像滤波和图像裁剪，所述图像滤波用于消除所述高清卫星影像中的噪声，所述图像裁剪用于去除所述高清卫星影像中的干扰轮廓，所述图像滤波和所述图像裁剪中的一个在另一个之前。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述正射图和所述数字表面图，结合预先构建的高清卫星影像图像库，识别所述高清卫星影像的屋顶轮廓范围包括：
基于所述正射图和所述数字表面图，从预先构建的高清卫星影像图像库中选择高清卫星比对图像；利用选择出的高清卫星比对图像，训练得到具备屋顶轮廓范围识别能力的屋顶轮廓识别模型；将高清卫星影像输入到所述屋顶轮廓识别模型中，获得所述屋顶轮廓识别模型输出的所述高清卫星影像的初始屋顶轮廓范围；利用所述初始屋顶轮廓范围对所述高清卫星影像进行二值化处理，得到所述高清卫星影像的二值化栅格图；对所述高清卫星影像的二值化栅格图进行矢量化处理，得到栅格矢量图，优化所述栅格矢量图的边界，以得到所述屋顶轮廓范围。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述正射图和所述数字表面图，从预先构建的高清卫星影像图像库中选择高清卫星比对图像包括：针对所述数字表面图中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文峰，于昊正，韩蓄，刘巡，王静，马杰，孙义豪，
申请(专利权)人：国网新能源云技术有限公司，
类型：发明
国别省市：