基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法及系统与流程

本发明涉及遥感影像，具体涉及一种基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法及系统。

背景技术：

1、卫星及航空遥感技术目前快速发展，影像的时间分辨率和空间分辨率也大幅度提高，因此，通过对遥感影像和航空影像的分析和处理可以快速、有效地获取地表覆盖信息，对环境监测、地籍调查、精准农业、城市规划、政府宏观调控和制定相应的政策提供重要的数据支持和科学依据。

2、时空间分辨率方面，商业卫星和新一代公共卫星如sentinel系列提供了高分辨率的影像数据，能够捕捉到地表的微小特征，推动了城市规划、土地利用监测和生态系统研究等领域的进展。高光谱分辨率的卫星(如landsat和sentinel-2)提供了更多波段的信息，有助于植被监测和资源勘探。时间序列数据的可用性也不断增加，sentinel等卫星以及modis等提供了高频率的观测数据，可用于自然灾害监测和农业管理。尽管影像分辨率的提高确实增强了获取地物信息的能力，能够提供更加丰富的地物细节信息，但与此同时不同地物的光谱相互重叠，“同物异谱”、“异谱同物”的现象大量发生，使得地物类内方差变大，类间方差变小。现阶段，为避免上述问题的发生，大多依靠人工判别的方式进行变化检测，精度差、效率低下，费时费力，结果也不尽准确。

3、因此，有必要提出新的方法，克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法及系统，以解决依靠人工操作对高分辨率遥感影像进行变化检测存在的精度差、效率低下等问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法，所述方法包括：

4、在影像中选取关键点；

5、在关键点的自适应区域内选择多个稀疏关键点；

6、将稀疏关键点组成向量；

7、获取向量的距离；

8、利用向量的距离测量双时态高分辨率遥感图像，计算变化幅度；

9、生成变化幅度图并进行二值化，得到检测结果。

10、进一步地，在影像中选取关键点，包括：

11、逐像素点扫描影像；

12、对每个像素点生成自适应区域，转化为箱线图；

13、基于箱线图在每个像素点生成的自适应区域内选出像素值为最小值、下四分位数、中值、上四分位数、最大值的像素点作为关键点。

14、进一步地，对每个像素点生成自适应区域，包括：

15、设置像素差值阈值参数t1，用于控制像素差值阈值；

16、设置自适应区域像素点个数参数t2，用于限定自适应区域像素点个数；

17、若当前点与周围点的像素差值小于t1，则并入自适应区域；

18、不断迭代，直到并入自适应区域的像素点个数等于t2，则停止并入；

19、获得自适应区域，用于联系关键点周围的上下文信息。

20、进一步地，在关键点的自适应区域内选择多个稀疏关键点，包括：

21、在关键点的自适应区域内，对像素点的像素值进行排序；

22、选取像素值为最小值、下四分位数、中值、上四分位数、最大值的像素点作为稀疏关键点。

23、进一步地，将稀疏关键点组成向量，包括：

24、获取像素值为最小值、下四分位数、中值、上四分位数、最大值的五个稀疏关键点，组成成对的系数关键点向量。

25、进一步地，利用向量的距离测量双时态高分辨率遥感图像，计算变化幅度，包括：

26、将互相对应的向量的距离进行做差运算，差值为对应的变化幅度。

27、进一步地，生成变化幅度图并进行二值化，得到检测结果，包括：

28、对得到的变化幅度使用大津法和双窗口阈值法进行阈值分割，得到最终的检测结果。

29、另一方面，提供基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测系统，所述系统用于实施所述的方法，包括：

30、选取模块，用于在影像中选取关键点；

31、选择模块，用于在关键点的自适应区域内选择多个稀疏关键点；

32、向量获取模块，用于将稀疏关键点组成向量；

33、向量距离获取模块，用于获取向量的距离；

34、测量计算模块，用于利用向量的距离测量双时态高分辨率遥感图像，计算变化幅度；

35、检测模块，生成变化幅度图并进行二值化，得到检测结果。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

37、本发明提供了一种基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法及系统，用于高分辨率遥感影像变化检测，使用自适应区域在关键点周围选择合适的样本，有效的规避了一些噪声点，降低噪声影响，起到了提高变化检测精度的作用。

38、另外，本方法选取了合适的数值统计方法，箱线图可以从自适应区域内的像素中排除通常对检测结果造成负面影响的异常像素，所以箱线图会从自适应区域内选择出合适的五个关键点，由这五个点组成的向量代替整个自适应区域来测量变化幅度，采用合适的变化幅度进行计算，有效的提高了变化检测的精度。

技术特征：

1.基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法，其特征在于：

8.基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测系统，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种基于空间邻域信息的遥感影像二值变化检测方法及系统。依靠人工操作对高分辨率遥感影像进行变化检测精度差、效率低下。本方法在影像中选取关键点；在关键点的自适应区域内选择多个稀疏关键点；将稀疏关键点组成向量；获取向量的距离；利用向量的距离测量双时态高分辨率遥感图像，计算变化幅度；生成变化幅度图并进行二值化，得到检测结果。本发明使用自适应区域在关键点周围选择合适的样本，有效的规避了噪声点，降低噪声影响，起到了提高变化检测精度的作用；利用箱线图从自适应区域内的像素中排除通常对检测结果造成负面影响的异常像素，有效的提高了变化检测的精度。

技术研发人员：石硕,武瑞宏,龚江峰,张卫龙,刘亚林,张佳威
受保护的技术使用者：中铁第一勘察设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25