[发明专利]一种基于InSAR的地球表面图像数据处理系统

权利要求书

1.一种基于InSAR的地球表面图像数据处理系统，其特征在于，该系统包括：

图像数据预处理模块，用于获取监测矿区的高程图和变形速率图；根据高程图中像素点的像素值获取差值高程图；通过分割阈值将差值高程图中的像素点划分为矿柱像素点和塌陷像素点；根据矿柱像素点和塌陷像素点获取高程图的矿柱子区域以及变形速率图中的矿柱区和塌陷区；

图像数据分析模块，用于将所述高程图中的矿柱子区域划分为至少两个类别，获取每个类别内矿柱子区域的面积极差；结合矿柱子区域的数量和每个类别的所述面积极差获取矿柱分布显著值；对每个矿柱子区域进行直线检测得到至少两条目标直线，基于每个矿柱子区域的边缘像素点和所述目标直线获取矿柱矩形显著值；结合所述矿柱分布显著值与所述矿柱矩形显著值得到矿柱显著值；

矿区塌陷检测模块，用于分别对所述变形速率图中的矿柱区和塌陷区内的像素点进行聚类，对应得到矿柱簇和塌陷簇；结合矿柱区的面积、塌陷区的面积、矿柱簇、塌陷簇和所述矿柱显著值获取波状地面塌陷显著值；基于所述波状地面塌陷显著值确定监测矿区的地面塌陷情况；

所述图像数据预处理模块中根据高程图中像素点的像素值获取差值高程图包括：

选取高程图中所有像素点的像素值中的最小值作为最小像素值，计算高程图中每个像素点的像素值与最小像素值之间的差值作为对应像素点的像素差值，将高程图每个像素点的像素差值分别作为差值高程图中对应像素点的像素值，得到差值高程图；

所述图像数据分析模块中结合矿柱子区域的数量和每个类别的所述面积极差获取矿柱分布显著值包括：

统计孤立矿柱子区域的数量作为第一数量，计算所有类别中矿柱子区域的面积极差的总和作为极差和，统计类别的数量，将类别的数量作为第一分子、第一数量与极差和的乘积作为第一分母得到的第一比值作为矿柱分布显著值；

所述图像数据分析模块中将所述高程图中的矿柱子区域划分为至少两个类别包括：

统计高程图中每个矿柱子区域内像素点的数量作为对应矿柱子区域的面积，将矿柱子区域的面积作为对应矿柱子区域内每个像素点的数值，根据像素点的数值对所有矿柱子区域内的所有像素点进行聚类，得到至少两个类别，取任意一个类别作为参考类别，当参考类别中包含任意一个矿柱子区域内的所有像素点时，将对应矿柱子区域划分至参考类别，当参考类别中存在任意一个矿柱子区域内的部分像素点时，将对应矿柱子区域作为孤立矿柱子区域；

所述图像数据分析模块中基于每个矿柱子区域的边缘像素点和所述目标直线获取矿柱矩形显著值包括：

取任意一个矿柱子区域作为示例矿柱子区域，取示例矿柱子区域的最小外接矩形，从示例矿柱子区域的边缘像素点中分别选取与最小外接矩形的四个角距离最近的边缘像素点作为目标边缘像素点，将相邻的两个目标边缘像素点之间的边缘像素点作为一个集合，分别对每个集合内的边缘像素点进行直线拟合得到示例矿柱子区域内对应集合的拟合优度；

设置直线系数和常数系数，统计示例矿柱子区域中目标直线的数量作为第二数量，将第二数量与直线系数的差值的绝对值作为数量差值，将示例矿柱子区域内每个集合的拟合优度相加的总和作为第二分子、数量差值与常数系数的和作为第二分母得到第二比值作为示例矿柱子区域的第一结果，将所有矿柱子区域的第一结果相加的总和作为矿柱矩形显著值；

所述矿区塌陷检测模块中结合矿柱区的面积、塌陷区的面积、矿柱簇、塌陷簇和所述矿柱显著值获取波状地面塌陷显著值包括：

将变形速率图中矿柱区内像素点的数量作为矿柱区的面积、塌陷区内像素点的数量作为塌陷区的面积，统计变形速率图中矿柱簇的数量作为第三数量、塌陷簇的数量作为第四数量，将塌陷区的面积作为第三分子、矿柱区的面积作为第三分母得到第三比值，将第四数量作为第四分子、第三数量作为第四分母得到第四比值，将第三比值与第四比值的乘积作为第二结果，将以预设值为底数的矿柱显著值的对数作为第三结果，将第二结果与第三结果的乘积作为波状地面塌陷显著值。