[发明专利]一种结合线段方向和形态学差分的遥感图像机场提取方法

说明书

本发明公开了一种结合线段方向和形态学差分的遥感图像机场提取方法，属于遥感图像处理领域。其包括以下步骤：获取亮度图；获取机场长边所处的方向，计算其垂直方向；构建多尺度线性结构元素集合；对亮度图进行形态学运算，得到顶帽运算图集合；计算差分形态学图；计算机场方向和其垂直方向的差分形态学图，获得机场强度图；利用机场强度图获取图像分割阈值，并获取机场二值图；对机场二值图进行后处理，得到最终的机场目标区域。本发明可利用机场的几何特征和目标与周围像素光谱差异性，识别遥感图像中的机场范围，为机场识别提供可靠的技术支撑。

技术领域

本发明属于遥感图像处理技术领域，具体涉及一种结合线段方向和形态学差分的遥感图像机场提取方法。

背景技术

随着遥感卫星技术的快速发展，遥感影像的空间和时间分辨率越来越高，使得遥感的实效性和实用性大大提高，且民用遥感正在逐步走向大众视野。机场作为一种重要的国民经济交通枢纽和军事基础设施，其位置提取和边界划分具有重要意义。

机场在高分辨率遥感影像上具有较明显的光谱和几何特征，其光谱灰度值通常情况下比周围地物大，且大多机场呈矩形状分布，且由多条跑道组成。许多研究和专利均基于机场亮度特征和直线特征提取机场，取得一定可观的效果。但这些方法很少利用机场与周围地物之间光谱特征差异信息，且机场不同方向上的光谱信息差异一直未受到关注。因此，基于形态学方法，如何在高分辨率遥感影像上提取有效的机场成为现有技术中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结合线段方向和形态学差分的遥感图像机场提取方法，其可利用机场的几何特征和目标与周围像素光谱差异性，识别遥感图像中的机场范围，为机场识别提供可靠的技术支撑。

本发明采用的技术方案为：

一种结合线段方向和形态学差分的遥感图像机场提取方法，包括以下步骤：

步骤1，对多光谱遥感影像处理，取可见光三个波段最大值，获取亮度图b_m；

步骤2，获取机场长边所处的方向d，并计算其垂直的方向d_⊥；

步骤3，构建多尺度线性结构元素集合L_angle；

步骤4，利用结构元素集合L_angle中的每一个结构元素对亮度图b_m进行形态学运算，得到顶帽运算图集合

步骤5，依据顶帽运算图集合计算差分形态学图D_angle；

步骤6，分别计算机场方向和其垂直方向的差分形态学图D_d和归一化后求其加权差，获得机场强度图

步骤7，利用机场强度图获取图像分割阈值T，并获取机场二值图I；

步骤8，对机场二值图I进行后处理，得到最终的机场目标区域I_post。

进一步地，步骤2中垂直方向d_⊥的计算方式如下：

进一步地，步骤3中构建的多尺度线性结构元素集合L_angle的方式如下：

其中，s_min和s_max分别表示构建线性结构元素集合的最小尺度和最大尺度，Δs为尺度间隔，n为划分出的尺度间隔，int()为取整函数；表示尺度为s，角度为angle的线性结构元素。

进一步地，步骤4中顶帽运算图集合的计算方式如下：