基于纹理特征空间的震损建筑遥感快速提取技术制造技术

基于纹理特征空间的震损建筑遥感快速提取技术，针对高分辨率遥感影像的灰度和空间特征，充分利用纹理特征参数，通过构建纹理参数空间，利用震损建筑在纹理特征空间中的集聚性特征，建立了基于震后遥感影像的震损建筑物信息提取技术，克服了现有识别方法对震前基础影像的依赖，在精度和处理效率上都有了大幅改善。其特征在于包括如下四个单元：纹理参数计算单元、典型空间特性单元、空间集聚性计算单元以及震损建筑信息提取单元。由上述四个单元组成的基于纹理特征空间的震损建筑遥感快速提取技术，可快速、高精度地提取震损建筑宏观分布信息和数据，为震后应急指挥、抢险救助提供辅助决策数据支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于遥感技术应用领域，特别是地震灾区利用高分辨率遥感影像进行城市 损毁建筑物提取的方法。
技术介绍
地震灾害是中国面临的最重要自然灾害之一。强烈地震具有突发性、毁灭性的特 点，严重威胁人民生命和财产安全，而且随着城市人口密度的不断增加及城市化进程不断 加剧，地震灾害造成的损失在现代社会变得日益严重。面对严峻的地震形势，我国在依据 《防震减灾法》加强震前地震监测、地震灾害预防的同时，通过总结历史经验教训，寻找有效 的措施，以提高震后应急指挥、抢险和救助的能力。特别是震后应急救灾工作，直接关系到 灾区人民的住房安置、基本的生活保障等方面，这对于减少地震伤亡具有十分重要的意义。利用传统的灾害调查的手段是难以做到迅速的应急响应，为抗震救灾提供及时、 有效、科学的决策辅助依据。遥感技术以其快速、经济、宏观的特征，已在我国抗震救灾中发 挥了重要的作用，为灾后应急救援工作的开展提供了重要的信息和数据支持。尤其是利用 高分辨率遥感影像可以快速获取震区建筑物详细的破坏情况，可以为抗震指挥部门提供及 时的数据支持。利用遥感技术进行震损建筑物信息提取，国内外学者已经进行了三十多年的探索 和研究。最初的方法是人工判识和提取震损建筑物信息，其精度和效率取决于专家的先验 知识和熟练程度。该方法在效率上极大受制于大空间范围的高分辨率遥感影像的数据量。 伴随着数字影像处理和信息提取技术的发展，利用遥感数据提取震损建筑物信息的方法从 人工目视解译提取方法发展为基于灰度特征和空间特征的自动识别方法。自动识别方法包 括了变化检测方法、灰度聚类统计方法和区域特征提取方法等。目前，现有自动识别方法 通常需要震前同区域影像作为基础，在精度和效率上对于应急响应的要求尚有一定程度差 距，因此人工判识方法仍有较多的应用。
技术实现思路
本专利技术针对高分辨率遥感影像的灰度和空间特征，充分利用纹理特征参数，通过 构建纹理参数空间，利用震损建筑在纹理特征空间中的集聚性特征，建立了基于震后遥感 影像的震损建筑物信息提取技术，克服了现有识别方法对震前基础影像的依赖，在精度和 处理效率上都有了大幅改善。本专利技术技术方案如下基于纹理特征空间的震损建筑遥感快速提取技术，其特征在于包括如下四个单 元纹理参数计算单元、典型空间特性单元、空间集聚性计算单元以及震损建筑信息提取单 元。由上述四个单元组成的基于纹理特征空间的震损建筑遥感快速提取技术，可快速、高精 度地提取震损建筑宏观分布信息和数据，为震后应急指挥、抢险救助提供辅助决策数据支持。所述纹理参数计算单元采用灰度共生矩阵的方法，按照纹理特征对遥感影像描述 的不同性质，从一致性、光滑性和相关性三个方面纹理特性，计算影像的纹理特征参数。所述典型空间特性单元是根据高分辨率遥感影像灰度特征，快速选取少量的典型 地物特性，构建典型地物的纹理空间特性，为震损建筑信息快速提取提供必要的参照基准。所述空间集聚性计算单元是利用典型地物的纹理特征参数在特征空间上的集聚 性，计算遥感影像的典型地物的相似性指数。所述震损建筑信息提取单元是根据计算的遥感影像相似性指数，通过与典型震损 建筑物的集聚程度，提取整个遥感影像上的震损建筑物，提供震区的建筑物受损信息和空 间分布数据。与现有技术相比，本专利技术具有如下特点1.利用快速选取地少量典型地物，通过纹理特征参数在特征空间上的集聚特性的 表现，摆脱了对震前基础遥感影像的依赖，减少数据准备和处理量，提供了震损建筑物提取 效率。2.本专利技术使用了少量典型地物的纹理特征参数作为选取依据，有效结合了先验知 识和自动识别的精度和效率上的优势，同时也使本专利技术具有较好的适用性，可有效地适用 于目前现有的各种高分辨率遥感影像。3.充分利用了高分辨率遥感影像体现的灰度和空间特征，结合灰度共生矩阵将其 抽象为纹理特征，通过特征空间的构建，实现了震损建筑的快速、高精度提取，为灾后的抗 震救灾与灾后重建提供了宏观的建筑物受损信息。附图说明图1是利用高分辨率遥感影像进行震损建筑物快速提取流程图。图2是震损建筑物区域判断流程图。 具体实施例方式本专利技术利用高分辨率遥感影像进行震损建筑物快速提取的技术流程图如图1所 示。利用本方法，进行震损建筑物快速提取的技术流程如下1.纹理参数计算将震后的灾区高分辨率遥感影像，采用灰度共生矩阵的方法，从一致性、光滑性和 相关性三个方面纹理特性，计算影像的纹理特征参数。根据灰度共生矩阵的理论，在遥感影像上设f(x，y)为研究区域的影像，其大小为 MXN，灰度级别为Ng，则满足一定空间关系的灰度共生矩阵为p(i, j) = Count {(χ, y)，(x+dx, y+dy) e MXN|f (χ, y) = i&f (x+dx, y+dy) = j} 其中P(i，j)为像元的联合概率密度，Coimt(X)表示集合χ中的元素个数，ρ为NgXNg的矩 阵。在此基础上，为计算纹理特征参数，定义一下区域纹理描述符，公式如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于纹理特征空间的震损建筑遥感快速提取技术，其特征在于包括如下四个单元：纹理参数计算单元、典型空间特性单元、空间集聚性计算单元以及震损建筑信息提取单元；所述纹理参数计算单元采用灰度共生矩阵的方法，按照纹理特征对遥感影像描述的不同性质，从一致性、光滑性和相关性三个方面纹理特性，计算影像的纹理特征参数；所述典型空间特性单元是根据高分辨率遥感影像灰度特征，快速选取少量的典型地物特性，构建典型地物的纹理空间特性，为震损建筑信息快速提取提供必要的参照基准；所述空间集聚性计算单元是利用典型地物的纹理特征参数在特征空间上的集聚性，计算遥感影像的典型地物的相似性指数；所述震损建筑信息提取单元是根据计算的遥感影像相似性指数，通过与典型震损建筑物的集聚程度，提取整个遥感影像上的震损建筑物，提供震区的建筑物受损信息和空间分布数据。

【技术特征摘要】
1.基于纹理特征空间的震损建筑遥感快速提取技术，其特征在于包括如下四个单元 纹理参数计算单元、典型空间特性单元、空间集聚性计算单元以及震损建筑信息提取单 元；所述纹理参数计算单元采用灰度共生矩阵的方法，按照纹理特征对遥感影像描述的不 同性质，从一致性、光滑性和相关性三个方面纹理特性，计算影像的纹理特征参数；所述典型空间特性单元是根据高分辨率遥感影像灰度特征，快速选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世新，王丽涛，熊金国，
申请(专利权)人：中国科学院遥感应用研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]