[发明专利]一种基于矢量引导的无人机影像道路损毁评估方法

说明书

本发明提出一种基于矢量引导的无人机影像道路损毁评估方法，该方法利用已有的道路网矢量数据，将采集到的无人机影像数据与之配准，利用配准好的道路做缓冲区对影像进行裁剪。利用边缘检测算子求得图像的边缘信息，再用形态学算法对边缘进行连接、细化处理。之后利用矢量数据生成种子点，从种子点出对道路面进行漫水填充，依次生成多个道路面。最后统计道路面的个数和面积，与完整道路的面积进行比对，实现道路损毁的客观评估。

技术领域

本发明涉及一种无人机影像道路损毁评估方法，尤其是基于矢量引导的无人机影像道路损毁评估方法，属于道路灾害评估技术领域。

背景技术

道路交通作为主要的交通方式，它承载了大部分的人员流动、货物运输任务，在国民经济发展中起着至关重要的作用。然而道路经常受到地震、洪水、泥石流等自然灾害的破坏，造成严重的道路损毁，给国民经济带来极大的损失。在道路遭到损毁之后，公路管理部门需要在道路沿线做大量调查，评估道路的损毁程度。

传统道路损毁评估大多采用人工现场调绘的方式，这种方式费时费力，无法快速评估道路的损毁情况。尤其在重大灾害发生后，道路完全损毁，人员根本无法进入灾害区域进行人工调查，此时传统的道路损毁评估方法完全失效。

遥感卫星和常规航空摄影飞机可以为灾后道路损毁评估提供支持，利用遥感影像做道路损毁评估的技术得到快速发展，但是遥感影像的分辨率一般较低，道路在影像上往往表现为非常细的线状目标，因此道路损毁评估的精度也相应受到限制。另一方面，卫星遥感和常规航空摄影都会受到云雾遮挡的影响，而灾害的发生往往都伴随着阴雨云雾天气的出现，导致无法利用遥感卫星和常规航空摄影飞机获取道路损毁区域的影像，因此这种方法的实用性受到了极大的限制。

无人机出现后，因其机动性强、低空飞行不受云雾影响等特点，很适合做道路损毁调查应用。利用无人机影像可以将道路损毁评估的工作大部分内容转移到室内完成，大大提高了道路损毁评估的工作效率。并且无人机可以到达一些人无法到达的区域，使许多原来没有办法完成的道路损毁评估工作变得可以完成，大大提高了道路损毁评估的可能性。

但是现有的利用无人机影像进行道路损毁评估的技术还是以人工目视判读为主，采取的做法是野外采集无人机影像之后，回到室内对图像进行人工解译，手动标记出损毁区域，并利用地理信息系统平台统计损毁区域的面积，以此来评估道路的受损情况。这种方式的工作效率依旧不够高，且严重依赖人的经验，结果也不够客观。

本发明提供的基于矢量引导的无人机影像道路损毁评估方法，利用匹配好的无人机影像和道路网矢量数据，可以自动化地评估道路损毁情况，具有自动化程度高、速度快、评估结果客观的特点。

发明内容

针对背景技术存在的自动化程度低、工作效率不高，结果不够客观的不足，本发明提供了一种基于矢量引导的无人机影像道路损毁评估方法。本发明提出的方法可以充分利用计算机算法，将匹配好的矢量数据和遥感影像数据输入到计算机中，由计算机自动完成道路损毁的评估。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于矢量引导的无人机影像道路损毁评估方法，步骤包括：

步骤1，矢量道路网数据与无人机影像数据配准；

步骤2，无人机影像道路面边缘提取；

步骤3，对步骤2提取的道路面边缘进行形态学处理，形成多个连通域，其中一个连通域就是一个完整的道路面；

步骤4，在矢量引导下生成种子点，再以种子点为基础对连通域进行填充，形成道路面；

步骤5，道路损毁情况评估，依据步骤4中道路面的个数、道路的长度、道路的宽度、道路面的总面积，对道路的损毁进行评估，计算出道路损毁的评估值。

进一步的，步骤2中采用具有双边阈值特性的canny算子提取道路面边缘，具体实现方式如下，