基于光学遥感影像岸线制图方法和装置与流程

本公开涉及遥感影像处理，尤其涉及基于光学遥感影像岸线制图方法和装置。

背景技术：

1、岸线作为航道电子地图的重要要素，其绘制的准确与否直接关乎制图质量。岸线是水域与陆地的交界区域，由于气候变化与人类活动的加剧，如岸线侵蚀、海岸带围垦、海平面上升等，都极大的影响了岸线的制图精度。目前，岸线制图大多依赖于外业测量或人工数字化航片影像绘制，尽管其精度能够在一定程度上得到保证，但是制图效率存在不足，尤其是面向大范围区域岸线制图作业。

2、目前最为常用的岸线制图方法有两种，第一种是采用传统测量作业的方式进行岸线制图，如采用rtk外业采点的方式获取到离散的岸线点，通过内业gis软件进行成图作业，该类方法具有精度高的优点，但是其作业效率低的缺点也十分明显。基于无人机或高分辨率遥感影像，以人工目视解译的方式进行岸线制图也是当下较为流行的方法，其通过目视解译的方式，采用gis软件在高分辨率卫星影像上或航摄影像上绘制岸线目标，最终形成岸线制图成果。该类方法精度较高，但是人工目视解译的方式仍然存在效率不足的问题。

3、基于计算机视觉方法开发自动的岸线制图方法，成为了目前的研究重点。相关研究者开发了基于种子点、形态学、面向对象、快速区域生长等自动方法，在一定程度上提高了岸线制图效率，但是其存在普适性不足的问题，在小尺度范围内，该类方法精度尚可，但是推广到更大、更为复杂的场景时，该类方法普遍精度较低，甚至存在无法实用的问题。

技术实现思路

1、本公开提供了一种基于光学遥感影像岸线制图方法和装置。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种基于光学遥感影像岸线制图方法。该方法包括：

3、获取待绘制光学遥感影像；

4、将所述待绘制光学遥感影像输入预先训练的岸线分割模型，输出岸线分割结果；

5、对所述岸线分割结果进行图像二值化，以及矢量化处理，得到岸线矢量结果；

6、对所述岸线矢量结果中的矢量点进行空间插值处理，得到平滑后的岸线矢量成果。

7、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述岸线分割模型通过以下步骤训练得到：

8、获取遥感影像训练数据集和对应的标签，作为岸线分割模型的输入数据集；

9、以所述输入数据集为输入，岸线分割结果为输出，对预先构建的神经网络模型进行训练；

10、当所述神经网络模型的精度满足预设阈值时，完成训练；

11、将训练完成的神经网络模型作为岸线分割模型。

12、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述遥感影像训练数据集是通过采集目标岸线的遥感影像得到的；

13、所述标签是通过对所述遥感影像训练数据集进行水体和/或陆地的标注得到的。

14、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述神经网络模型包括：编码层、解码层和空洞卷积组块；

15、所述空洞卷积组块为多尺度空洞卷积，并设置多个不同的核心大小。

16、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在所述将所述待绘制遥感影像输入预先训练的岸线分割模型，输出岸线分割结果时，包括：

17、在岸线分割模型的输出阶段，采用sigmoid函数进行图像特征的归一化处理。

18、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述对所述岸线分割结果进行图像二值化，以及矢量化处理，得到岸线矢量结果，包括：

19、对所述岸线分割结果进行二值化，得到二值图像；

20、对所述二值图像进行细化处理，得到骨架图；其中，所述细化为将二值图像的象元阵列剥除轮廓边缘的点；

21、对所述骨架图转换为矢量图形的坐标序列，得到岸线矢量结果。

22、如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述对所述岸线矢量结果中的矢量点进行空间插值处理，得到平滑后的岸线矢量成果，包括：

23、采用贝塞尔曲线差值的方式，对所述岸线矢量结果中的矢量点进行空间插值处理，并按照设定的迭代次数进行全局迭代，迭代完成后，得到平滑后的岸线矢量成果。

24、根据本公开的第二方面，提供了一种基于光学遥感影像岸线制图装置。该装置包括：

25、数据获取模块，用于获取待绘制光学遥感影像；

26、模型处理模块，用于将所述待绘制光学遥感影像输入预先训练的岸线分割模型，输出岸线分割结果；

27、矢量处理模块，用于对所述岸线分割结果进行图像二值化，以及矢量化处理，得到岸线矢量结果；

28、插值处理模块，用于对所述岸线矢量结果中的矢量点进行空间插值处理，得到平滑后的岸线矢量成果。

29、根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。

30、根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面所述的方法。

31、本公开的实施例提供的基于光学遥感影像岸线制图方法和装置，首先针对岸线目标，基于高分辨率卫星遥感影像构建样本数据集一套，包含不同季节、不同光照、不同分辨率的样本数据；然后开发一种端到端的岸线提取模型，能够自动将陆地与水体进行分割开；最后，采用gis矢量化技术，将提取的岸线栅格成果矢量化，并进行边界平滑处理，得到完整的岸线成果，支持最终的导航电子地图制作。以此，可以提高制图的自动化程度与精度。

32、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种基于光学遥感影像岸线制图方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述岸线分割模型通过以下步骤训练得到：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将所述待绘制遥感影像输入预先训练的岸线分割模型，输出岸线分割结果时，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述岸线分割结果进行图像二值化，以及矢量化处理，得到岸线矢量结果，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述岸线矢量结果中的矢量点进行空间插值处理，得到平滑后的岸线矢量成果，包括：

8.一种基于光学遥感影像岸线制图装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-7中任一权利要求所述的方法。

技术总结
本公开的实施例提供了基于光学遥感影像岸线制图方法和装置，应用于遥感影像处理技术领域。所述方法包括获取待绘制光学遥感影像；将所述待绘制遥感影像输入预先训练的岸线分割模型，输出岸线分割结果；对所述岸线分割结果进行图像二值化，以及矢量化处理，得到岸线矢量结果；对所述岸线矢量结果中的矢量点进行空间插值处理，得到平滑后的岸线矢量成果。以此方式，可以提高制图的自动化程度与精度。

技术研发人员：罗伏军,胡玉龙,王志盼,杨钊,许青云
受保护的技术使用者：国交空间信息技术（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/14