谷勝濤

摘 要：隨著現(xiàn)代科技的進步以及航空航天技術(shù)的發(fā)展，人們得到的遙感影像空間分辨率不斷提升，并在實際生活中獲得大面積普及機會，也成為遙感領(lǐng)域研究的重點方向之一。作為人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷娜斯さ匚?，建筑物已?jīng)成為城市化發(fā)展的標志，利用高分辨率遙感影像提取建筑物數(shù)據(jù)信息，已成為當下較為熱門的技術(shù)方式，能為智慧城市建設(shè)、城市土地利用、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等多方面提供準確地信息數(shù)據(jù)服務(wù)。本文主要分析高分辨率遙感影像建筑物提取方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：高分辨率;遙感影像;建筑物提取方法研究綜述

引言：

隨著遙感技術(shù)的進步，光學(xué)衛(wèi)星影響的分辨率不斷提升，能夠更為明顯的反映出地物的光譜特征，使其結(jié)構(gòu)、紋理、形狀、細節(jié)等表現(xiàn)的更為突出。自上個世紀九十年代開始，該技術(shù)便逐漸擴大使用范圍，在民用、商用等方面表現(xiàn)出較為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，尤其是對土地管理、資源調(diào)查、地圖更新、環(huán)境監(jiān)測、土地管理、災(zāi)害評估等多個方面應(yīng)用較多，成為有關(guān)部門獲取地理空間數(shù)據(jù)、信息等獲取與不斷更新的正確途徑。

一、高分辨率遙感影像的建筑物提取方法

（一）低層特征建筑物

在對建筑物進行提取過程中，應(yīng)當利用高分辨率遙感影像中呈現(xiàn)出的具體光譜、邊緣、形狀與結(jié)構(gòu)等特征為基礎(chǔ)，以便能夠保證其提取的質(zhì)量。

（1）幾何特征

若建筑物本身表現(xiàn)出較為明顯的幾何特征，那么便可以直接通過其輪廓信息的處理，進而完成對建筑物的提取工作。因為大部分建筑物的外在輪廓本身較為鮮明，多半是規(guī)則的形狀，整體呈現(xiàn)出矩形、或是直接由多個矩形構(gòu)成，因此，也可以直接在影像中提取直線信息，以此為基礎(chǔ)完成建筑物的提取。

（2）屋頂建筑材料

由于建筑物屋頂使用的材料類型較多，因此，建筑物內(nèi)的光譜會表現(xiàn)出特征不均勻的問題，若建筑物不同，其光譜的差異性也會較大。但同其他地物相比較而言，建筑物仍舊表現(xiàn)出較高的亮度，與其周圍環(huán)境反差較大，表現(xiàn)出獨屬于建筑物的光譜、結(jié)構(gòu)等特征。

（二）高程信息建筑物

結(jié)合高程信息內(nèi)容完成對于建筑物的提取工作，能有效分離地面點與非地面店點，從中區(qū)分出那些屬于建筑物的重要部分，之后再將其與高分辨率遙感影像相結(jié)合，提取其中的光譜、邊緣信息內(nèi)容，最終實現(xiàn)建筑物的完美提取。實現(xiàn)這種提取方式的重要性在要基金研究區(qū)域內(nèi)所包含的影像數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)等內(nèi)容，這會導(dǎo)致該方法在實際應(yīng)用過程中可能會面臨較多的局限性，與此同時，利用機載LiDAR得到即將研究區(qū)域的高程數(shù)據(jù)，也會導(dǎo)致整個研究、應(yīng)用過程會消耗較大的成本。

（三）陰影信息建筑物

在高分辨率遙感影像中，建筑物的影像常常會有各種陰影伴隨，利用建筑物與陰影的關(guān)系，便可以更好地完成建筑物提取工作。將陰影信息當做輔助物完成建筑物的提取工作，能夠更好地分辨出影像中的建筑物，能將建筑物與道路、廣場更好地分割開來，能有效提升最終提取結(jié)果的準確性，最大程度避免提取過程中出現(xiàn)偏差與問題[1]。

（四）面向?qū)ο蠼ㄖ?/p>

面向?qū)ο笥跋穹治黾夹g(shù)提取面向?qū)ο蠼ㄖ飻?shù)據(jù)信息的具體方式，以影像的低層特征為基礎(chǔ)進行多尺度分割，之后將其作為基本單元結(jié)合影像中的表現(xiàn)，利用影像對象特征屬性識別并對其對象進行處理，進而滿足建筑物提取的要求。面向?qū)ο蟮奶崛》椒ㄖ饕且詫ο笞鳛樽罨镜膯卧獥l件，從而能有效避免高分辨率遙感影像中可能存在較多對建筑物提取工作產(chǎn)生影響的與干擾的部分，還可以發(fā)揮影響光譜、形狀等低層特征的信息提取相關(guān)建筑物數(shù)據(jù)信息內(nèi)容。

二、建筑物影響處理方式

（一）色彩一致性處理

光照不均勻是高分辨率遙感影像中常見的現(xiàn)象，是其降質(zhì)的常見情況，會導(dǎo)致影像背景的光亮呈現(xiàn)不均勻狀態(tài)，導(dǎo)致地物細節(jié)上的各類信息模糊化處理，嚴重影響對其具體影響的解譯工作。因此，為有效解決該問題，提高影像中建筑物提取的精確度，一般會選擇使用色彩一致性處理方式對其進行處理。傳統(tǒng)的色彩一致性處理方法會導(dǎo)致影像中的地物顏色失去原本的真實感，因此，應(yīng)當以色調(diào)保持為基礎(chǔ)使用色彩一致性處理方式。具體的處理過程為：首先，需要將輸入的影像內(nèi)容從RGB轉(zhuǎn)化成為HSV，之后小波域的增強影像亮度、飽和度。在對其進行小波分解之后以高頻分量增強、次高頻分量保持、低頻分量抑制的方式完成處理工作。對于部分因為薄云影響而出現(xiàn)的不均勻光照情況，應(yīng)當從實際的成像機理出發(fā)，結(jié)合其具體的特點（飽和度較低、亮度較高、對比度校對）進行改進，使其能利用色彩一致性處理方式完成對影像的針對性處理[2]。

（二）視覺注意機制處理

（1）面向?qū)ο蟮慕ㄖ^(qū)

對城市進行研究過程中最重要的便是建筑區(qū)，為了能夠保證研究效率不斷提升，降低其消耗的成本，應(yīng)當發(fā)揮遙感技術(shù)的作用，完成相關(guān)信息的提取，還可以將其當做是建筑物的輔助場景。在高分辨率遙感影像中，建筑區(qū)本身也會表現(xiàn)出較為明顯的紋理性特征。我們可以利用影像中表現(xiàn)出的紋理性狀態(tài)研究其描述方法，而后將其紋理特征作為底層特征，利用視覺注意模型模擬人類視覺系統(tǒng)對環(huán)境感知的具體過程，進而分析其計算方法，最后對其進行多尺度分割，從而完成建筑區(qū)高分辨率遙感影像的提取。

（2）面向?qū)ο蟮慕ㄖ?/p>

作為人們?nèi)粘Ｉ钇鹁硬豢杀苊獾沫h(huán)境，建筑物已經(jīng)成為遙感影像中極為重要的人工地物。隨著高分辨率的普及與研究，其遙感影響的信息已經(jīng)成為當下城市建設(shè)發(fā)展的重要參考依據(jù)。在影像資料信息中，建筑物往往會表現(xiàn)出強邊緣、高亮度、紋理明顯等較為顯著的特點，因此，這個處理方式的重點在于如何更好地表現(xiàn)出建筑物的顯著性，同時結(jié)合視覺注意機制提取面向?qū)ο蠼ㄖ锏恼w框架。其具體的思路為：結(jié)合由上向下的先驗知識與自下而上的影像底層特征，利用建筑物光譜特征指數(shù)分析其紋理特征，而后利用視覺注意機制下期顯著性計算方法的相關(guān)內(nèi)容對其進行多尺度分割，而后計算建筑區(qū)、建筑物的顯著指數(shù)，結(jié)合陰影等信息輔助完成判別，從而完成建筑物高分辨率遙感影像的提取。

（三）陰影提取方式

在高分辨率遙感影像中，陰影存在情況較為普遍，也是其表現(xiàn)出的基礎(chǔ)特征。在該影像中，常常會見到建筑物與其陰影相依相存，因此，我們可以充分發(fā)揮陰影信息的作用，將其作為提取建筑物影響信息的判別輔助工具。其具體的研究思路主要如下所示：

根據(jù)陰影在影像中的具體表現(xiàn)特點為基礎(chǔ)，嚴格分析陰影表現(xiàn)出的色調(diào)、亮度的特性，同時分析其在光譜波段中的特性，以此為基礎(chǔ)建設(shè)相關(guān)知識信息庫，在后續(xù)分析過程中，便可以將影響從RGB轉(zhuǎn)化成為HSV，之后就可以對其進行多個尺度的分割，最終根據(jù)知識信息庫中儲存的判別信息提取陰影信息[3]。

三、結(jié)語

根據(jù)文中內(nèi)容可知，隨著城市化的進程不斷加快，建筑物已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見的人工地物，也成為城市發(fā)展的重要標志。目前，利用高分辨率遙感影像提取建筑物的信息已經(jīng)成為當下獲取相關(guān)信息的重要的方式。而這些數(shù)據(jù)將會為城市的規(guī)劃與建設(shè)、土地利用現(xiàn)狀與變化、城市熱島效應(yīng)等提供有效幫助，還可以為地理國情監(jiān)測、智慧城市建設(shè)等提供服務(wù)。因此，在實際工作中。應(yīng)當重視對于數(shù)據(jù)信息更新的實時性與高效率。發(fā)揮高分辨率遙感影像技術(shù)的作用能有效降低成本，提升更新效率，因此，在建筑物信息提取方面具有較為現(xiàn)實的應(yīng)用意義。

參考文獻：

[1]張亞一，費鮮蕓，王健，王筱雪，陳周.基于高分辨率遙感影像的建筑物提取方法綜述[J].測繪與空間地理信息，2020，43（04）：76-79.

[2]董燕生，陳洪萍，潘耀忠，方偉華.基于震后高分辨率衛(wèi)星遙感影像的建筑物瓦礫快速提取方法[J].應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報，2014，22（06）：1079-1088.

[3]陶超，譚毅華，蔡華杰，杜博，田金文.面向?qū)ο蟮母叻直媛蔬b感影像城區(qū)建筑物分級提取方法[J].測繪學(xué)報，2010，39（01）：39-45.