[发明专利]基于变差函数的高分SAR新增建设用地提取软件

摘要

本软件目的是对高分辨率SAR影像进行新增建设用地的自动提取，属于图像识别的领域。软件基于变差函数的方法，能够自动准确提取高分SAR影像中的新增建设用地。该软件的主要步骤如下：第一、对输入的图像进行预处理(滤波)；第二、计算变差函数获得两幅影像的纹理特征；第三、计算两幅纹理特征影像的比值，构造差异图像；第四、对比值影像作阈值分割处理，生成一幅二值影像，即初步新增建设用地提取结果；第五、对二值影像作后处理，生成最终提取结果，并进行精度评价。本软件的提取精度经内部测试可达到80％以上，可应用于城市规划、拆迁补偿界定等建筑变化区域的检测等方面。

主权项

一种基于高分SAR新增建设用地检测方法，其步骤为：第一步、数据预处理1‑1)输入不同时相的高分辨率SAR图像1‑2)检测输入图像的尺寸是否相同若相同进行滤波处理，若不同则终止程序1‑3)进行滤波处理(SDBSF)。首先进行强点目标检测，对于强点目标滤波算法保持其原值不作处理，对于非强点目标初始窗口大小为N，计算局域方差系数Cij(标准差/均值)，设置阈值Cu，当Cij≥Cu时，认定窗口区域为同质区域，进一步寻找最大同质区域大小为N×N矩形，然后进行区域增长，选择最终参与滤波的像素，进行均值滤波；当Cij＞Cu时，认定窗口区域为非同质区域，进行边缘与线检测，对于微纹理区选择N×N矩形窗口计算滤波参数b进行MMSE滤波，对于边缘选择基于边缘的滤波窗口计算滤波参数b进行MMSE滤波，同样对于线选择基于线的滤波窗口计算滤波参数b后进行MMSE滤波，最终输出滤波后的影像。第二步、改进变差函数提取新增建设用地2‑1)对滤波后的图像计算变差函数生成纹理特征图变差函数γ*(h)=med{12[Z(X)-Z(X+h),X∈ω]}]]>其中，ω为二维模板，本发明采用0°，45°，90°，135°四个方向，在计算像素点的变差函数值时，计算像素点(x，y)与模板四个方向上间距h的点(x+h，y)的半方差值，将此值作为点(x，y)的半方差值；然后取窗口内所有像素的半方差值的中值代替均值作为变差函数值。2‑2)不同时相的纹理特征图作比值以新时相的图像除以老时相的图像，老时相图像可能存在为0的数据点，在相除之前将所有为0的数据点赋值为0.000001，相除后的结果进行归一化至0‑255之间。2‑3)确定阈值提取新增建设用地根据经验取得阈值a＝200，当归一化后的数据点值大于a时，认为此数据点为新增建设用地的数据点。2‑4)对提取的结果进行后处理，得到最终的结果搜索初步提取结果中所有的联通区，通过膨胀腐蚀来连接破碎的新增建设用地边界，并通过填洞获取完整的建筑区，最后利用删除去掉非新增建设用地的小面积区域。2‑5)精度评价可以通过输入真值进行提取结果的精度评价。检测率：DR＝TP/(TP+FN)*100虚警率：Far＝FP/(TP+FP)*100漏警率：MAR＝FN/(TP+FN)*100其中TP为正确提取的像元数量，FN为真值中是新增建设用地但程序未提取的像元数量，FP为真值中是非建设用地但程序错误提取的像元数量。