[发明专利]一种SAR图像建筑物墙面窗户信息提取方法

说明书

本发明公开了一种SAR图像建筑物墙面窗户信息提取方法，具体步骤为：1)利用点特征提取方法得到SAR图像中建筑物亮点；2)利用Radon变换得到SAR图像中建筑物亮点对应的方位向间距；3)利用纹理相关性最大法得到SAR图像建筑物亮点对应的距离向间距；4)利用Radon变换投影方差法得到SAR图像中建筑物墙面方位角；5)基于SAR图像建筑物亮点的Delaunay三角网，利用三角面元匹配法来提取准确建筑物墙面窗口数量及空间分布。本发明对SAR图像进行一些列图像处理过程，提取建筑物墙面窗户数量及其分布情况，实现对建筑物目标墙面精细结构提取，可满足于SAR图像人工目标精细识别与判读解译，在城市规则和国土监测等领域具有很大应用前景。

技术领域

本发明涉及卫星遥感应用领域，尤指一种SAR图像建筑物墙面窗户信息提取方法，可以从SAR图像中提取建筑物墙面窗户分布情况。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)具有全天时、全天候、可穿透云雾快速成像的能力，在灾害应急和多云多雨地区监测中具有不可替代的作用，已逐步成为对地观测重要手段之一。自2007年以来，意大利的COSMO-SkyMed、加拿大的RADARSAT-2、德国的TerraSAR-X和TanDEM-X、中国的GF-3号卫星系统先后升空，开启了高分辨率星载SAR时代，为建筑物目标识别与信息提取提供了大量SAR数据。

高分辨率SAR图像呈现出的目标信息更加丰富，单个建筑物目标的散射特征能够得到明显的展现，不仅可以从SAR图像中发现和识别建筑物目标，还可以用于提取建筑物目标参数并对目标进行描述。由于SAR特殊的成像方式以及建筑物目标结构的复杂多样性，导致SAR图像特征呈现出完全不同于人类视觉的图像特征，给建筑物目标高分辨率SAR图像理解和应用造成很大的困难，SAR数据在建筑物目标监测方面的应用效果并不理想。具体表现为：1、SAR是基于测距原理通过主动发射与接收微波电磁波而成像的，与人类视觉系统和光学遥感的成像原理有着本质差异。因此，SAR图像中人工目标，不仅与人类视觉系统所熟知的状态完全不同，也与光学遥感图像非常不同，即所见非所知；2、由于合成孔径雷达系统接收的是组成地物目标的每一个独立单元形成的散射能量，因此，呈现在SAR图像上的地物目标是散射单元构成的集合体，多表现为离散的点、线组合；3、不同于光学成像系统，在SAR图像上，建筑物目标通常表现为稀疏的散射中心分布，并对成像角度敏感，边界以点、短线条为主，连续性和完整性差；4、SAR成像是三维空间到二维平面(方位向和距离向)的映射过程，对于高度变化非常明显的城市目标而言，这样一个降维过程必然导致信息的损失。SAR图像中，斜距相等但来自不同目标的散射信号混在一个像元内，再加上城市目标的结构复杂和多次散射，给SAR图像解译和信息提取带来巨大的挑战。

高分辨率SAR图像中，人工目标通常呈现出稀疏的亮线或者亮点，这些特征与人工目标的形状和表面结构有关，建筑物墙面窗户在SAR图像中呈现为具有一定规则排列的点阵列。因此，可以从SAR图像中提取建筑物墙面窗户，实现对建筑物目标墙面精细结构提取，在城市规则和国土监测等领域具有很大应用前景。

发明内容

针对建筑物目标墙面精细结构提取的问题，本发明提供一种SAR图像建筑物墙面窗户信息提取方法，该方法基于SAR图像，经过一系列处理过程，得到建筑物墙面窗户个数及空间分布情况。

为实现上述目标，本发明的一种SAR图像建筑物墙面窗户信息提取方法，具体步骤为：1)利用点特征提取方法得到SAR图像中建筑物亮点；2)利用Radon变换得到SAR图像中建筑物亮点对应的方位向间距；3)利用纹理相关性最大法得到SAR图像建筑物亮点对应的距离向间距；4)利用Radon变换投影方差法得到SAR图像中建筑物墙面方位角；5)基于SAR图像建筑物亮点的Delaunay三角网，利用三角面元匹配法来提取准确建筑物墙面窗口数量及空间分布。

进一步，步骤1)中利用点特征提取方法得到SAR图像中建筑物亮点。