一种支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法技术

本发明专利技术公开了一种支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法，涉及遥感影像建筑物提取技术领域，包括以下步骤：S1、遥感影像数据采集；S2、建筑物提取；S3、三维坐标系构建；S4、定位点数据录入；S5、配准融合；S6、三维模型生成；S7、三维模型误差验证。该支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法，通过定位点数据录入的方式，能够初步构建形成建筑的大致外形，然后通过配准融合的方式，有利于通过感图像的建筑物信息数据对三维数据所构建形成的建筑物大致外形进行补充，根据补充的建筑信息便于形成准确的三维数据，最后利用三维点提取建筑物边界，并提取遥感影像的轮廓线，能够快速生成建筑物结构化线框三维模型。构化线框三维模型。

【技术实现步骤摘要】
一种支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法


[0001]本专利技术涉及遥感影像建筑物提取
，具体为一种支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法。

技术介绍

[0002]遥感影像是指记录各种地物电磁波大小的胶片或照片,主要分为航空像片和卫星相片。高分辨率遥感影像中的建筑物提取对违建监测、城区自动提取、地图更新、城市变化监测、城市规划、三维建模、数字化城市建立等应用具有重要意义。
[0003]现有的遥感影像建筑物提取方法，在建筑物提取过程中一般只能够提取出单一的平面建筑物数据，没有将建筑物数据与三维数据进行关联，导致数据较为单一，并且对于三维测图的部分遥感数据没有相应的验证数据，还可能存在有高度误差的情况，导致最终的三维数据准确性不足，为此，我们提出一种支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现，一种支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法，包括以下具体步骤：
[0006]S1、遥感影像数据采集
[0007]S11、获取遥感影像数据，并储存至数据库，然后对获得的影像数据进行预处理，预处理时首先进行辐射校正和大气校正，去除大气和光照等因素对地物反射的影响；
[0008]S12、然后进行滤波降噪处理获得清晰的遥感影像，然后采用数学形态学中的开运算平滑物体的轮廓，消除边缘毛刺；再采用数学形态学中的闭运算填补轮廓的缝隙，整合图像轮廓，获得较为清晰完整的遥感影像；
[0009]S2、建筑物提取
[0010]S21、对影像进行地物分类检测，计算预处理后遥感影像的地表反照率；根据地表反照率提取水体和阴影，并采用归一化差分植被指数的方式提取森林植被数据；
[0011]S22、剔除水体、阴影、植被以及与建筑物具有显著形态学特征差异的对象，避免阴影遮挡对建筑物的影响，提高建筑物提取的精确度，最后保留包含建筑物的对象，完成建筑物提取；
[0012]S3、三维坐标系构建
[0013]选取一个标志性建筑为作为参照物，根据参照物的物理尺寸以及参照物在遥感图像中的像素坐标确定所述参照物实际尺寸与遥感图像的比例关系，再以遥感图像的中心点为中点构建三维坐标系；
[0014]S4、定位点数据录入
[0015]针对需要进行三维测图的建筑，通过建筑内设置的多个定位点，对定位点的三维
数据进行采集同时记录数据，然后将数据录入至三维坐标内形成对应的坐标参数，根据坐标参数使得上述三维数据构建形成建筑的大致外形，即建筑物A1。
[0016]进一步的，所述该支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法还包括以下步骤：
[0017]S5、配准融合
[0018]对遥感图像的建筑物A进行特征提取，提取关于该建筑物的特征点参数，根据建筑的特征点参数进行图像配准，完成建筑物A1的三维数据与遥感图像地物分类所提取的建筑物A之间的配准融合。
[0019]进一步的，所述该支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法还包括以下步骤：
[0020]S6、三维模型生成
[0021]然后根据遥感图像的建筑物A信息数据对三维数据所构建形成的建筑物A1大致外形进行补充，根据补充的建筑信息，形成准确的三维数据，利用三维点提取建筑物边界，并提取遥感影像的轮廓线，再进行闭运算，快速生成建筑物结构化线框三维模型。
[0022]进一步的，利用所述步骤S3、三维坐标系构建所得的参照物实际尺寸与遥感图像的比例关系换算，即可得到所述步骤S6、三维模型生成中建筑物的轮廓长宽度与高度类尺寸信息。
[0023]进一步的，所述该支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法还包括以下步骤：
[0024]S7、三维模型误差验证
[0025]S71、基于规则信息的面向对象分割技术提取建筑物阴影后，根据比例关系算出建筑物阴影长度，再根据卫星成像的几何特性建立建筑物高度反演模型，即根据计算所得到的阴影长度，结合太阳与卫星的方位角、高度角以及建筑物所在的位置，构建建筑物高度反演模型，计算出建筑物高度，最终得到建筑物高度信息；
[0026]S72、根据多个不同建筑高度定位点的定位数据对高度测算所测算出的多个不同建筑物高度信息进行矫正，得到平均相对误差；
[0027]S73、根据平均相对误差对后续根据卫星影像数据测算出的高度进行精度矫正，依据该方式获得矫正后的高度数据；
[0028]S74、进而根据校正后的高度数据对所生成的建筑物结构化线框三维模型进行精度验证，避免建筑物结构化线框三维模型出现高误差的情况，并对存在误差的模型进行误差校正。
[0029]本专利技术提供了一种支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法，具备以下有益效果：该支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法，在遥感影像数据采集的过程中通过预处理的方式能够获得较为清晰完整的遥感影像，然后通过剔除水体、阴影、植被以及与建筑物具有显著形态学特征差异的对象，能够避免阴影遮挡对建筑物的影响，提高建筑物提取的精确度，通过定位点数据录入的方式，能够初步构建形成建筑的大致外形，然后通过配准融合的方式，有利于通过感图像的建筑物信息数据对三维数据所构建形成的建筑物大致外形进行补充，根据补充的建筑信息便于形成准确的三维数据，最后利用三维点提取建筑物边界，并提取遥感影像的轮廓线，能够快速生成建筑物结构化线框三维模型，此外采用三维模型误差验证中，测算建筑物高度并得到平均相对误差，根据平均相对误差值能够对后续根据卫星影像数据测算出的高度进行精度矫正，进而便于根据校正后的高度数据对所生成的建筑物结构化线框三维模型进行精度验证并对存在误差的模型进行误差校正，有利于避免
建筑物结构化线框三维模型出现高误差的情况。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术的具体实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0031]一种支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法，包括以下具体步骤：
[0032]S1、遥感影像数据采集
[0033]S11、获取遥感影像数据，并储存至数据库，然后对获得的影像数据进行预处理，预处理时首先进行辐射校正和大气校正，去除大气和光照等因素对地物反射的影响；
[0034]S12、然后进行滤波降噪处理获得清晰的遥感影像，然后采用数学形态学中的开运算平滑物体的轮廓，消除边缘毛刺；再采用数学形态学中的闭运算填补轮廓的缝隙，整合图像轮廓，获得较为清晰完整的遥感影像；
[0035]S2、建筑物提取
[0036]S21、对影像进行地物分类检测，计算预处理后遥感影像的地表反照率；根据地表反照率提取水体和阴影，并采用归一化差分植被指数的方式提取森林植被数据；
[0037]S22、剔除水体、阴影、植被以及与建筑物具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法，其特征在于，包括以下具体步骤：S1、遥感影像数据采集S11、获取遥感影像数据，并储存至数据库，然后对获得的影像数据进行预处理，预处理时首先进行辐射校正和大气校正，去除大气和光照等因素对地物反射的影响；S12、然后进行滤波降噪处理获得清晰的遥感影像，然后采用数学形态学中的开运算平滑物体的轮廓，消除边缘毛刺；再采用数学形态学中的闭运算填补轮廓的缝隙，整合图像轮廓，获得较为清晰完整的遥感影像；S2、建筑物提取S21、对影像进行地物分类检测，计算预处理后遥感影像的地表反照率；根据地表反照率提取水体和阴影，并采用归一化差分植被指数的方式提取森林植被数据；S22、剔除水体、阴影、植被以及与建筑物具有显著形态学特征差异的对象，避免阴影遮挡对建筑物的影响，提高建筑物提取的精确度，最后保留包含建筑物的对象，完成建筑物提取；S3、三维坐标系构建选取一个标志性建筑为作为参照物，根据参照物的物理尺寸以及参照物在遥感图像中的像素坐标确定所述参照物实际尺寸与遥感图像的比例关系，再以遥感图像的中心点为中点构建三维坐标系；S4、定位点数据录入针对需要进行三维测图的建筑，通过建筑内设置的多个定位点，对定位点的三维数据进行采集同时记录数据，然后将数据录入至三维坐标内形成对应的坐标参数，根据坐标参数使得上述三维数据构建形成建筑的大致外形，即建筑物A1。2.根据权利要求2所述的一种支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法，其特征在于，所述该支持三维数据的遥感影像建筑物提取方法还包括以下步骤：S5、配准融合对遥感图像的建筑物A进行特征提取，提取关于该建筑物的特征点参数，根据建筑的特征点参数进行图像配准，完成建筑物A1的三维数据与遥感图像地物分类所提取...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，王志盼，罗青青，刘欢，江卓一，
申请(专利权)人：湖南星图空间信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：