[发明专利]多边形语义匹配检测高分辨率正射影像阴影方法

说明书

本发明公开一种多边形语义匹配检测高分辨率正射影像阴影方法。首先根据数字建筑模型DBM和影像拍摄瞬间的太阳高度角、方位角生成人工阴影多边形；接着描述多边形的特征和邻近多边形的语义特征，并将其作为衡量匹配相似性的指标；然后对两幅影像进行第一级阴影匹配，根据邻近平均距离搜索得到每个人工阴影多边形对应的待匹配集合，通过计算每个待匹配对的相似值，筛选出候选匹配对及其对应的初始概率值；最后采用第二级阴影匹配对候选匹配集进行邻域迭代匹配，以邻近匹配对的支持系数计算出的最大概率值作为语义迭代匹配的标准确定最终的匹配对，检测出影像中建筑物阴影。本发明能有效解决阴影检测精度不高以及相似地物难以区分的阴影检测问题。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种高分辨率正射影像建筑物阴影检测方法。

技术背景

高分辨率航空影像中阴影的存在严重影响了影像的质量，主要包括：①改变了影像中地物的光谱特性，使其在影像分析过程中产生差别；②使影像中阴影覆盖区域的地物信息发生改变，影响后期影像处理的效率；③在正射纠正的过程中，影像中存在的阴影也会随着建筑物的纠正发生不同程度的位移变化，但此时阴影区发生的位移变化并没有将影像中的阴影区纠正到正确的位置。因此，对高分辨率正射影像中的阴影进行检测成为正射影像提高质量及精度的必要环节。

基于模型的阴影检测方法能够准确提取建筑物与阴影之间的数学关系，并且使用起来相对简单。基于模型的阴影检测方法在高分辨率航空影像的阴影检测中得到了较为广泛的应用，但该类方法仍存在以下不足：

(1)基于模型的阴影检测方法依赖先验知识如数字表面模型DSM、传感器等参数、光照条件等信息，先验信息的缺乏限制了该类方法的广泛应用。

(2)基于模型的阴影检测算法不能兼顾实用性、准确性和复杂性。

(3)大部分研究方法是从遥感影像中提取阴影，但对高分辨率正射影像中阴影检测的研究却很少。目前大多数方法只适用于简单建筑物的阴影检测，还没有有效的方法来准确检测出影像中复杂建筑物的阴影区域。

针对以上问题，本发明利用数字建筑模型(Digital Building Model,DBM)与原始航空影像确定航片拍摄瞬间的太阳高度角、太阳方位角创建人工阴影多边形，进而通过对高分辨率正射影像和人工阴影影像进行多边形语义匹配，实现对高分辨率正射影像中的阴影进行检测。

发明内容

本研究提出了一种多边形语义匹配检测高分辨率正射影像阴影的方法，解决了目前高分辨率正射影像阴影检测中误检、漏检以及复杂建筑物阴影检测精度不高等问题。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

多边形语义匹配检测高分辨率正射影像阴影，具体步骤为：

1、根据数字建筑模型DBM和高分辨率航空影像拍摄瞬间的太阳高度角、方位角生成人工阴影多边形。