[发明专利]一种基于孪生网络的输电走廊异物检测方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于孪生网络的输电走廊异物检测方法及系统，属于遥感技术领域。该方法首先获取输电走廊的多时相遥感卫星影像，并进行多时相影像中变化目标和区域的人工精细标注，然后进行切片并对标注的区域进行二值化，之后运用孪生网络对含有输电走廊异物的训练集进行训练，获得可以检测输电走廊异物的模型，接着用已获得的模型对未知是否有输电走廊异物的多时相遥感卫星影像进行检测，完成对输电走廊是否含有异物的判断。本方法能够检测识别各种输电走廊异物，具有显著优于人工方法的计算效率，具有更高的异物检测准确性和可靠性，为输电线路运行维护提供便捷。

技术领域

本发明属于遥感技术领域，具体涉及一种基于孪生网络的输电走廊异物检测方法及系统，用于输电走廊的多时相遥感卫星影像的变化检测，进而发现输电走廊的异物。

背景技术

输电走廊的异物检测涉及到遥感影像场景中的地物识别和多时相的变化分析等操作，和地物目标检测识别和变化检测技术联系紧密。基于地物目标识别的异物检测方法，依赖于一个对待检测多时相影像场景具备足够高识别精度的地物提取模型，在准确提取出所有场景地物目标位置、轮廓的基础上，通过对各目标外观、形状、位置的变化分析，得到可能发生变化的目标；而在基于变化检测的异物检测技术思路下，算法模型通过对比不同时相的遥感影像，分析多时相影像间像素值、影像特征的变化情况，基于识别出的场景间差异区域，完成走廊异物的提取与识别。

对于用于异物检测的多时相影像而言，场景地物类别构成复杂，涉及地理区域范围广，多时相影像间的天候和光照等成像要素差异明显，输电走廊异物尺度多样化、类别种类繁多。在这种情况下，现有的目标检测模型难以确保场景中所有地物目标的检测提取精度，而基于场景变化分析的变化检测模型往往会引入变化噪声信息，无法准确定位变化目标。

因此如何克服现有技术的不足是目前遥感技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于孪生网络的输电走廊异物检测方法及系统，该方法能够检测输电走廊异物，为输电走廊异物检测和走廊的输电设施安全维护提供便捷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于孪生网络的输电走廊异物检测方法，包括如下步骤：

步骤S1，获取输电走廊区域的多时相遥感影像数据，从中选择成像相隔时间超过一天和晴朗无云天气情况下的遥感影像，挑选包含了输电走廊异物变化目标的影像对；

步骤S2，构建变化检测模型的训练数据集：对步骤S1获取的遥感影像进行预处理，之后对遥感影像进行排列组合和对称形式的影像数据扩充；

步骤S3，对待变化检测遥感影像进行对象级的输电走廊变化地物标注和区域框取；

步骤S4，对经步骤S3标注的影像对进行切片，生成变化影像切片对；之后，对标注的区域进行二值化，生成二值mask变化影像对；

步骤S5，采用全监督方式构建变化检测的孪生网络模型；

步骤S6，使用步骤S5构建的孪生网络模型对新获取的多时相遥感影像进行检测，检测其输电走廊是否存在异物。

进一步，优选的是，步骤S2中，所述的预处理包括几何精校正、配准、图像镶嵌与裁剪、去云及阴影处理和光谱归一化。

进一步，优选的是，步骤S3中，对于输电走廊异物轮廓级的框取方法使用GrabCut算法。

进一步，优选的是，步骤S4中，对经步骤S3标注的影像进行切片，切片大小为572*572像素；之后，使用二值化方法把人工标注的变化区域二值化，生成bool类型的二值mask变化影像对，包含输电走廊异物为1，不包含输电走廊异物为0。