[发明专利]一种基于高分辨率遥感技术的建筑垃圾监测方法

摘要

本发明公开了一种基于高分辨率遥感技术的建筑垃圾监测方法，本发明首先通过建筑垃圾空间分布经验知识的利用，圈定感兴趣区作为监测范围，减少了数据量，降低了劳动强度；其次，通过决策树思想的运用，有序地剔除掉建筑垃圾以外的主要地物，有效地避免了植被、裸土地等对建筑垃圾识别的干扰，弥补了现有垃圾遥感识别方法中没有专门针对于建筑垃圾的半自动化识别的缺陷，使建筑垃圾遥感监测更加高效和及时；再次，通过综合利用高分辨率卫星遥感数据和航空倾斜摄影测量数据，实现了建筑垃圾堆放位置、面积、体积的综合测量测算，解决了单一利用现有卫星遥感数据难以高精度测算垃圾堆放体积的问题，使建筑垃圾调查数据更加全面、精准。

主权项

1.一种基于高分辨率遥感技术的建筑垃圾监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A：高分辨率卫星影像预处理；通过利用遥感影像处理软件对高分辨率卫星影像进行预处理,得到高分辨率卫星正射影像；步骤B：基于高分辨率卫星正射影像对感兴趣区中建筑垃圾进行半自动化识别，得到建筑垃圾分布矢量图，具体包括步骤B1‑B4；步骤B1：圈定高分辨率卫星正射影像中的感兴趣区；根据建筑垃圾空间分布经验知识，确立建筑垃圾监测区域；将建筑垃圾监测区域圈定为感兴趣区，以感兴趣区为界对高分辨率卫星正射影像进行裁剪，得到感兴趣区影像；步骤B2：对感兴趣区影像中的水体和植被区域进行掩膜处理；利用遥感影像处理软件对感兴趣区影像进行SAVI指数运算，并设置合理阈值，将感兴趣区影像中的水体和植被区域掩膜掉；其中，SAVI计算公式为SAVI＝(NIR‑R)/(NIR+R+L)·(1+L)；式中NIR和R分别表示近红外波段和红色波段的反射率，L取值0.5；步骤B3：在经过水体和植被掩膜处理后的感兴趣区影像中勾画有绿色防尘网覆盖的建筑垃圾区域；对经过水体和植被掩膜处理后的感兴趣区影像进行真彩色合成，从绿色或泛绿色区域中目视识别并勾画有绿色防尘网覆盖的建筑垃圾区域；步骤B4：在感兴趣区影像中对勾画出的建筑垃圾区域进行补充得到建筑垃圾分布矢量图；综合考虑感兴趣区影像的纹理和阴影特征，目视区分裸土地与没有绿色防尘网覆盖的建筑垃圾区域，圈定没有绿色防尘网覆盖的建筑垃圾区域，对步骤B3得到的有绿色防尘网覆盖的建筑垃圾区域进行扩展补充，最终得到感兴趣区中建筑垃圾遥感识别结果，此结果为面状矢量数据，该数据准确记录了每个建筑垃圾堆的地理位置及范围，下面将该面状矢量数据称作建筑垃圾分布矢量图；步骤C：基于建筑垃圾分布矢量图进行建筑垃圾堆放面积计算；为建筑垃圾分布矢量图的属性列表增加“面积”字段，利用GIS基础软件对该矢量图进行空间统计分析，自动计算每个面状矢量的面积并输出到属性列表“面积”字段中；步骤D：对感兴趣区中的建筑垃圾所在的位置及附近进行无人机倾斜摄影测量；利用无人机平台对感兴趣区中的每个建筑垃圾堆所在的位置及附近进行无人机倾斜摄影测量，无人机平台根据建筑垃圾分布矢量图中每个面状矢量的地理坐标范围依次进行定位，该无人机平台搭载有多台影像采集传感器，能同时从垂直和四个倾斜方向采集五个不同角度的影像，还能同时获取无人机的空间位置和飞行姿态信息，每次无人机作业对应一个建筑垃圾堆；步骤E：处理无人机倾斜摄影测量数据生成多个数字表面模型；将无人机采集的航片、其自身的空间位置及飞行姿态信息导入倾斜摄影测量数据处理软件，经过筛选航片、航片对齐、点云提取和密集匹配步骤，最终生成数字表面模型，每个建筑垃圾堆对应一个数字表面模型；步骤F：基于多个数字表面模型对感兴趣区中的建筑垃圾的堆放体积进行计算；利用倾斜摄影测量数据处理软件，基于多个数字表面模型对多个建筑垃圾分别进行立体三维量测，获取其堆放体积。