【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字图像定量化分析领域，尤其涉及一种藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法。
技术介绍
1、藏羌传统聚落是随着时间不断演变在历史时期形成的具有历史延续性并至今具有生命力的“活态”聚落。它有着悠久深厚的历史文化底蕴，因地制宜的群聚形态和古老独特的建筑风貌。尤其是在建筑风貌方面体现出独特的时代差异性使得其原生景观弥足珍贵，成为研究与保护地域景观的宝贵资源。
2、现有研究中对传统聚落建筑定性研究丰富，而定量研究较少。宏观层面聚落建筑研究仍以大区域地理、建筑类型、历史年代对聚落建筑进行类型学研究。微观层面聚落建筑细节的定量研究则仅限于在单个或多个村寨中对建筑美学艺术、结构、建造技艺、材料等特征的研究。缺乏中观尺度在一定区域内聚落建筑变化趋势研究。
3、传统聚落发展规划需要准确、科学的引导，对其中反映建筑特征的三维信息进行精准量化提取，利用不同时段的高分辨率图像进行定量化对比分析可以获得选定区域范围内聚落建筑变化趋势，并将分析结果进行可视化呈现。形成一套基于数据分析判别进而为规划决策提供科学依据的方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法解决了现有技术无法对建筑特征进行定量化分析，缺乏聚落建筑变化趋势研究的问题。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，包括以下步骤：
3、s1、获取藏羌传统聚落建筑的高
4、s2、根据建筑物图像进行建筑物的几何信息提取，得到建筑物的精确几何信息；
5、s3、设置观测时间段，获得观测时间段内藏羌传统聚落建筑内建筑物的精确几何信息，完成藏羌传统聚落建筑的变化趋势的定量分析。
6、进一步地：所述s1包括以下分步骤：
7、s11、获取藏羌传统聚落建筑的高分辨率sar图像，使用改进mrf模型的sar图像分类算法进行建筑物提取，得到初始建筑物图像；
8、s12、利用基于区域生长算法将初始建筑物图像中具有相同特征的联通区域分割出来，得到分隔好的建筑物图像；
9、s13、采用基于形状特征的面向对象法，从分隔好的建筑物图像剔除不属于建筑物的叠掩与阴影区域，得到建筑物图像。
10、进一步地：所述s11包括以下分步骤：
11、s111、获取藏羌传统聚落建筑的高分辨率sar图像；
12、s112、将高分辨率sar图像划分为三种区域类型并进行标示；
13、所述三种区域类型包括建筑物区域、阴影区域和背景区域；
14、s113、利用fisher分布分别描述三种区域类型，利用基于mellin变换的参数估计方法估计出三种区域类型的分布参数，根据分步参数建立sar 图像统计模型对标示后的sar 图像进行解译；
15、s114、使用基于改进的 mrf模型对解译后的sar图像进行像素级分类；
16、s115、利用基于形状特性的面向对象方法，并依据建筑物叠掩区域与阴影区域成对出现的规律，从像素级分类后的sar图像中区分建筑物与非建筑物，将被分类为建筑物的像素提取出来，获取初始建筑物图像。
17、进一步地：所述s2包括以下分步骤：
18、s21、根据建筑物在 sar 图像的成像中形成的叠掩和阴影中包含的建筑物三维信息特征，对建筑物sar图像中叠掩和阴影进行直接测量，根据测量结果得到建筑物的几何模型；
19、s22、通过几何映射关系确定几何模型中的建筑物的阴影和叠掩位置；
20、s23、通过匹配度函数对聚落建筑物的特征进行描述；
21、s24、通过模拟遗传退火算法优化匹配度函数，当匹配度函数增大并达到一个稳定值时，得到精确的建筑物长宽高信息，作为建筑物的精确几何信息。
22、进一步地：所述s21中，当建筑物的宽度大于或等于其高度时，建筑物的阴影区、部分屋顶散射区及叠掩区都在sar图像中呈现，得到建筑物的高度 h与宽度 w的公式为：
23、
24、其中， w阴影和 w叠掩分别表示建筑物的阴影区及叠掩区的宽度， θ表示sar飞行时的雷达入射角。
25、进一步地：所述s21中，当建筑物的宽度小于其高度时，建筑物在sar图像依序形成叠掩区和阴影区，得到建筑物的高度 h与宽度 w的公式为：
26、。
27、进一步地：所述s23中，匹配度函数的公式为：
28、
29、其中， m为建筑物的几何模型， k0和 ks分别为叠掩边界与阴影边界的匹配权重，表示对叠掩和阴影边界进行形态学膨胀； f为经过形态学膨胀后的叠掩和阴影边界图片， c0为该模型映射得到的叠掩边界的像素集合， n（ c0）为叠掩边界中像素的总数， cs为该模型映射得到的阴影边界的像素集合， n（ cs）为阴影边界中像素的总数。
30、进一步地：所述s3中藏羌传统聚落建筑的变化趋势包括建筑单体变化趋势和聚落建筑群变化趋势；
31、所述建筑单体包括几何形态呈“田”、“日”形的民居建筑、几何形态呈“口”、“l”形的寺庙和官寨建筑以及几何形态呈“四角”、“正五角”、“正八角”形的碉楼建筑；
32、所述聚落建筑群包括若干大小不一的规则建筑单体。
33、进一步地：反应建筑单体的变化趋势的指标为建筑物几何信息和建筑物面积；
34、其中，对于几何形态呈“田”、“日”形的民居建筑、几何形态呈“口”、“l”形的寺庙和官寨建筑，建筑单体面积包括建筑物的地面面积、墙立面面积和屋顶面积，其面积计算公式为：
35、
36、其中， s民居、官寨、寺庙为某研究时段内单个几何形态呈“田”、“日”形的民居建筑以及几何形态呈“口”、“l”形的寺庙或官寨建筑的总面积， s1为建筑物的地面面积； s2为所测建筑物墙立面面积； s3为所测建筑物屋顶面积；
37、对于几本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，所述S1包括以下分步骤：
3.根据权利要求2所述的藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，所述S11包括以下分步骤：
4.根据权利要求1所述的藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，所述S2包括以下分步骤：
5.根据权利要求4所述的藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，所述S21中，当建筑物的宽度大于或等于其高度时，建筑物的阴影区、部分屋顶散射区及叠掩区都在SAR图像中呈现，得到建筑物的高度H与宽度W的公式为：
6.根据权利要求5所述的藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，所述S21中，当建筑物的宽度小于其高度时，建筑物在SAR图像依序形成叠掩区和阴影区，得到建筑物的高度H与宽度W的公式为：
7.根据权利要求4所述的藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，所述S23中，匹配度函数的公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，所述s1包括以下分步骤：
3.根据权利要求2所述的藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，所述s11包括以下分步骤：
4.根据权利要求1所述的藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，所述s2包括以下分步骤：
5.根据权利要求4所述的藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在于，所述s21中，当建筑物的宽度大于或等于其高度时，建筑物的阴影区、部分屋顶散射区及叠掩区都在sar图像中呈现，得到建筑物的高度h与宽度w的公式为：
6.根据权利要求5所述的藏羌传统聚落建筑变化趋势的定量分析方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊薇，刘庆林，张越，李西，李湘，王利成，李鑫，张蕾，涂梦媛，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：
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