专利摘要

一种利用阴影的高分辨率遥感影像建筑物自动提取方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：对影像进行阴影、植被、裸地、建筑物的样本自动提取，并结合SVM分类原理实现自动分类，提取建筑物初始结果； 步骤1的具体实现包括以下子步骤： 步骤1：设输入影像大小为M×N，M、N分别代表影像的长和宽，新建一个与影像大小一致的M×N预分类影像CMap，初始类别全部设置为未识别像素CU，欲将CMap影像中的所有未识别像素通过后续步骤细分为{CSD,CVE,CBL,CB}四大类，其中CSD代表的地物类型为阴影、CVE代表的地物类型为植被、CBL代表的地物类型为裸地、CB代表的地物类型为建筑物； 步骤2：利用阴影具有的低亮度、高色调、高的归一化蓝色分量B’和高的C3分量特征，构建如式壹所示的阴影检测条件，结合一维Otsu自动阈值法和带限定条件的自动阈值法获取四项特征的自动阈值，按照此条件实现对影像中阴影的自动检测；根据阴影检测结果生成二值化阴影影像IMGSD，并在CMap中将IMGSD中的阴影像素标记为CSD，实现对CMap的更新； SetSD＝{(i,j)|(B'(i,j)＞T_B'||H(i,j)＞T_H||C3(i,j)＞T_C3)&&I(i,j)＜T_I}(式壹)； 步骤3：利用归一化绿色分量G’结合自动阈值方案，对影像进行植被检测，根据植被检测结果生成二值化植被影像IMGVE，在CMap中将IMGVE中的植被像素标记为CVE，实现对CMap的更新； 步骤4：对阴影进行逆向偏移获取偏移阴影区域，对区域内的CMap进行地物成分分析以提取出建筑物阴影； 步骤4的具体实现方式如下： 步骤4.1：对步骤2所获取的阴影影像IMGSD，利用形态学原理对阴影面积进行降序排序，并统计序列中相邻阴影的面积差和比的绝对值，寻找最大绝对值的对应的阴影面积，以此面积为剔除阈值，对面积小于此面积的阴影区域进行去除； 步骤4.2：根据影像中的光照方向，以光照方向的反方向为逆向偏移阴影单位向量Vi，以光照方向的正方向为顺向偏移阴影单位向量-Vi， 步骤4.3：对步骤4.1对各个阴影区域统计其周长，利用周长l和比例系数λ定制各个阴影区域相应的偏移阴影向量Vk， 其中，K代表影像中的阴影个数，k代表阴影区域的序号，lk代表第k个阴影区域的周长，Vk代表此阴影区域对应的偏移向量； 步骤4.4：对各个阴影区域进行按照Vk向量进行逆向偏移，统计分析偏移阴影区域中的地物成分，植被比例高于50％的视作植被阴影并采用形态学方法去除，即可初步筛选出建筑物阴影； 步骤5：对建筑物阴影区域采用三种逆向偏移向量综合法实现建筑物的样本自动提取； 步骤5的具体实现方式如下： 步骤5.1：通过将Vi分别按顺时针旋转和逆时针旋转统一的角度θ即可获取左偏移向量Vi_left和右偏移向量Vi_right，在已知Vi的情况下，Vi_left和Vi_right的计算方式如下： Vi＝(dx,dy)＝(cosβ,sinβ) Vi_left＝(cos(β+θ),sin(β+θ)) Vi_right＝(cos(β-θ),sin(β-θ))； 其中，(dx,dy)为估计的光照方向对应的单位向量，(cosβ,sinβ)为(dx,dy)的极坐标表示，已知(dx,dy)和θ即可算出Vi_left和Vi_right； 步骤5.2：对步骤4.3获取的每个建筑物阴影区域，分别按照Vi、Vi_left和Vi_right三个向量进行逆光照方向的偏移，获取每个阴影区域对应的三种阴影偏移区域，结合CMap通过将三种偏移阴影区域中的CU区域取交集，最终的共同相交区域中，不再包含两侧的裸地区域，可视作初始建筑物样本； 步骤6：对建筑物阴影区域采用三种顺向偏移向量综合法实现裸地的样本区域的初步提取；然后再采用形态学方法去除部分小区域，保留可靠的裸地区域，并进行区域增长，实现裸地样本区域自动提取； 步骤6的具体实现方式如下： 步骤6.1：对步骤4.3获取的每个建筑物阴影区域，分别按照-Vi、-Vi_left和-Vi_right三个向量进行顺光照方向的偏移，获取每个阴影区域对应的三种阴影偏移区域，结合CMap通过将三种偏移阴影区域中的CU区域取交集，最终的共同相交区域中，基本为邻接建筑物的裸地；此结果作为裸地样本初始结果； 步骤6.2：统计裸地样本初始结果中各区域的面积，根据面积对区域进行降序排序，统计相邻面积差和比绝对值最大值对应的区域面积作为阈值T对区域进行筛选，对于面积小于T的区域采用形态学去除法进行剔除，保留剩下的裸地样本区域，可靠性更高； 步骤6.3：进一步对保留的裸地样本区域进行区域增长，获取范围更广的裸地样本区域； 步骤7：根据步骤2、步骤3、步骤5、步骤6中取得的四类地物区域，采用Random随机函数从样本区域所有像素中随机筛选一部分像素作为最终样本用于对样本的进一步筛选，符合条件的像素才参与样本训练，以提高分类效率； 步骤8：统计样本像素的R、G、B、I四种特征，构成四维特征向量，输入到SVM分类器中对分类器进行训练，以构建适合于该影像分类的最优分类模型，利用训练后的分类器对CMap中未标记类CU的像素，根据其对应四维特征进行分析并预测其类别，再同时将预测结果用于更新CMap中的标记信息，最终实现影像的全体分类，从中提取建筑物类可获取建筑物的初始结果； 步骤2：对初始结果后处理优化，包括形态学预处理、漏检补充及建筑物验证，输出建筑物最终结果。 2.根据权利要求1所述的利用阴影的高分辨率遥感影像建筑物自动提取方法，其特征在于，步骤7的具体实现方式为：对每一类别的每一个样本区域中，通过随机函数随机选定其中一部分像素作为样本像素，而不是全部样本区域中的全部像素均参与到样本训练中去。 3.根据权利要求2所述的利用阴影的高分辨率遥感影像建筑物自动提取方法，其特征在于，步骤2的具体实现包括以下子步骤： 步骤2.1：根据步骤8得到的初步结果进行形态学预处理，提高区域完整性；具体实现方式为：通过形态学的腐蚀、膨胀、开闭运算，消除部分非建筑物像素点的干扰；对于空洞现象，则采用内轮廓填充法对满足条件要求区域内轮廓进行填充，补充部分漏检建筑物； 步骤2.2：在步骤2.1得到的结果基础上，进行区域增长，以补充部分被漏检的建筑物区域；具体实现方式是，通过设定8邻域像素光谱相似度条件作为区域增长条件，以建筑物边界上的像素点作为起始种子点，逐个判断各个种子点的8邻域上的非建筑物的CU类像素是否满足增长条件，若满足条件则将其在CMap中的标记值改为CB；等此轮循环完毕，则重新获取建筑物区域的新轮廓，以新增的像素点为种子点进行下一轮的区域增长，以此类推，最终无新增边界点时，此建筑物区域增长完毕；对每一个建筑物区域逐个进行区域增长，最终完成对不完整的建筑物进行补充； 步骤2.3：在步骤2.2的结果基础上，利用η区分有阴影和无阴影的地物，其中η表示阴影特征建筑物确认指标——相交边界阴影比率，地物具有阴影，则η较高，若不存在阴影，则η比较低；区分出没有阴影的裸地并予以剔除，最终实现建筑物的准确提取。 4.根据权利要求3所述的利用阴影的高分辨率遥感影像建筑物自动提取方法，其特征在于，步骤2.3中所述利用η区分有阴影和无阴影的地物，具体实现方式如下：首先逐个对步骤2.2的结果中待验证区域进行膨胀一次，获取对应的膨胀后边界EdgeB；然后再根据待验证区域的周长l和回移比例λ计算回移向量VB，按照VB对待验证区域进行回移获得偏移建筑区域； 通过对偏移建筑物区域与膨胀后边界EdgeB取交集，获取区域膨胀 后的边界上落在偏移建筑区域中的部分边界即作为相交边界EdgeBSD；统计此边界上所有像素中阴影所占比例即可获取η，并设置Tη，对于小于Tη的区域将进行形态学去除，保留最终结果即为建筑物提取的最终结果； 其中，NESD和NSD分别为EdgeBSD上的全部像素个数和阴影像素个数。 5.根据权利要求1所述的利用阴影的高分辨率遥感影像建筑物自动提取方法实现高分辨率遥感影像建筑物自动提取的系统，其特征在于：包括样本区域自动提取模块、SVM分类器训练与输出模块和后处理优化模块； 样本区域自动提取模块：用于对高分辨率遥感影像中的阴影、植被、裸地、建筑物样本的自动提取；根据阴影和植被自动检测方法进行两者的自动检测，并利用步骤4中提出的偏移阴影分析方法对建筑物阴影进行提取，进一步再采用步骤5和步骤6中提出的逆向和顺向偏移阴影分析方法，提取建筑物和裸地样本区域，实现四类样本的自动提取； SVM分类器训练与输出模块：用于结合SVM分类原理实现自动分类，提取并自动输出建筑物初始结果； 后处理优化模块：用于对初始结果后处理优化，包括形态学预处理、漏检补充及建筑物验证，输出建筑物最终结果。

利用阴影的高分辨率遥感影像建筑物自动提取方法及系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。