基於面向對象影像分析的港口圍填海監測的方法及系統與流程

2023-08-07 20:31:11 2

本發明涉及圖像處理的技術領域，尤其涉及一種基於面向對象影像分析的港口圍填海監測的方法，以及基於面向對象影像分析的港口圍填海監測的系統。

背景技術：

港口作為海上運輸的重要組成部分，已經越來越受到人們的重視，成為交通規劃的一個關鍵研究方向。而港口的規劃建設，需要獲取港口的各種地物及其位置。圍填海是一種港口的重要地物，港口圍填海的監測是一個非常重要的項目，值得投入大量的研發力量。

但是，目前還沒有專門的方法針對港口圍填海的監測。已有的方法在提取和監測時，並沒有根據數據的特點和港口圍填海的特點，因此圖像提取不準確，處理效率低。

技術實現要素：

為克服現有技術的缺陷，本發明要解決的技術問題是提供了一種基於面向對象影像分析的港口圍填海監測的方法，其根據數據的特點和港口圍填海的特點，圖像提取準確，處理效率高。

本發明的技術方案是：這種基於面向對象影像分析的港口圍填海監測的方法，該方法包括以下步驟：

(1)對遙感影像的一個波段使用lee sigma邊緣提取算法，該算法使用一個特定的邊緣濾波器，從原始影像中創建兩個獨立的邊緣影像：一個亮邊緣影像和一個暗邊緣影像；

(2)把所述亮邊緣影像和暗邊緣影像與遙感影像一起參與多尺度分割，得到影像對象；

(3)在得到的影像對象中，以面矢量的形式生成港區範圍矢量數據，把較大的影像範圍縮小到感興趣的港區範圍內；

(4)使用亮邊緣影像強度均值特徵進行提取，小於指定閾值的對象分類為圍填海。

本發明要提取的圍填海在影像上隨著圍填海的進度呈現不同的亮暗色調，但其與水域相鄰且與水域相距一定距離內，圍填海表面色調均一，紋理平滑，所以本發明根據其特點使用與水體的距離、亮度均值以及ENDVI、亮邊緣影像強度均值特徵提取圍填海，因此本發明根據數據的特點和港口圍填海的特點，圖像提取準確，處理效率高。

還提供了一種基於面向對象影像分析的港口圍填海監測的系統，該系統包括：

lee sigma邊緣提取算法模塊，其配置來對遙感影像的一個波段使用lee sigma邊緣提取算法，該算法使用一個特定的邊緣濾波器，從原始影像中創建兩個獨立的邊緣影像：一個亮邊緣影像和一個暗邊緣影像；多尺度分割算法模塊，其配置來把所述亮邊緣影像和暗邊緣影像與遙感影像一起參與多尺度分割，得到影像對象；

第一分類模塊，其配置來在得到的影像對象中，以面矢量的形式生成港區範圍矢量數據，把較大的影像範圍縮小到感興趣的港區範圍內；

第二分類模塊，其配置來使用亮邊緣影像強度均值特徵進行提取，小於指定閾值的對象分類為圍填海。

附圖說明

圖1所示為根據本發明的基於面向對象影像分析的港口圍填海監測的方法的流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，這種基於面向對象影像分析的港口圍填海監測的方法，該方法包括以下步驟：

(1)對遙感影像的一個波段使用lee sigma邊緣提取算法，該算法使用一個特定的邊緣濾波器，從原始影像中創建兩個獨立的邊緣影像：一個亮邊緣影像和一個暗邊緣影像；

(2)把所述亮邊緣影像和暗邊緣影像與遙感影像一起參與多尺度分割，得到影像對象；

(3)在得到的影像對象中，以面矢量的形式生成港區範圍矢量數據，把較大的影像範圍縮小到感興趣的港區範圍內；

(4)使用亮邊緣影像強度均值特徵進行提取，小於指定閾值的對象分類為圍填海。

本發明要提取的圍填海在影像上隨著圍填海的進度呈現不同的亮暗色調，但其與水域相鄰且與水域相距一定距離內，圍填海表面色調均一，紋理平滑，所以本發明根據其特點使用與水體的距離、亮度均值以及ENDVI、亮邊緣影像強度均值特徵提取圍填海，因此本發明根據數據的特點和港口圍填海的特點，圖像提取準確，處理效率高。

另外，所述步驟(4)中，指定閾值為0.2。

更進一步地，ArcGIS產品線為用戶提供一個可伸縮的、全面的GIS平臺。ArcObjects包含了大量的可編程組件，從細粒度的對象(例如單個的幾何對象)到粗粒度的對象(例如與現有ArcMap文檔交互的地圖對象)涉及面極廣，這些對象為開發者集成了全面的GIS功能。每一個使用ArcObjects建成的ArcGIS產品都為開發者提供了一個應用開發的容器，包括桌面GIS(ArcGIS Desktop)，嵌入式GIS(ArcGIS Engine)以及服務GIS(ArcGIS Server)。

常規的含有GIS空間的業務數據(主要是目前流行的ArcGIS數據格式)在進行數據維護編輯時(主要是增刪改查)，目前主要有兩種方式進行空間及屬性數據的統一管理控制：

一、地理信息系統(Geographic Information System或Geo－Information system，GIS)有時又稱為「地學信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下，對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。

二、所謂MIS(管理信息系統--MANAGEMENT INFORMATION SYSTEM)系統，主要指的是進行日常事務操作的系統。這種系統主要用於管理需要的記錄，並對記錄數據進行相關處理，將處理的信息及時反映給管理者的一套網絡管理系統。

開發網站的過程中，如果以傳統MIS開發方式進行相關服務及接口的設計工作，在設計上由於不對GIS數據的特殊性多加考慮，往往在開發實現過程中會在調用MIS組件的同時調用GIS組件，針對同一對象的操作往往同時將會脫離出事務機制的控制。對最終數據造成不可預知的隱患。

因此，本發明還提供了基於面向對象影像分析的港口圍填海監測的方法的一種兼容ArcGIS的空間及屬性數據的統一控制方法，其包括資料庫層面、數據訪問層面、前端展示層面；

在資料庫層面，針對具備空間數據的實體，在增加自定義空間類別的同時，增添字符類型的WKT欄位，該欄位作為自定義空間類別欄位的WKT形式的冗餘；針對數據信息的創建，通過編寫存儲過程在包含WKT欄位的記錄執行創建時，執行WKT與自定義類別數據的同步工作；針對編輯更新操作，通過編寫存儲過程對自定義類別數據欄位進行同步更新；針對刪除操作，通過資料庫自有功能進行刪除；針對查詢操作，分為空間查詢、屬性查詢、空間屬性混合查詢三種形式，其中屬性查詢是非空間欄位的條件查詢；

在數據訪問層面，通過原生SQL或ORM方式進行資料庫操作；

在前端展示層面，將用戶繪製的圖形轉換為WKT形式的字符串傳遞到資料庫。

該方法統一資料庫設計，綜合考慮GIS與MIS數據存儲，在一定要求的前提下以成熟的傳統的方式進行資料庫設計工作，因此能夠避免GIS與MIS數據設計分離的現象；本發明統一資料庫訪問及操作機制，兼容流行的SQL及ORM訪問操作方式，因此支持事務等資料庫所有特性；本發明在進行業務數據操作的同時，可以業務事件等方式進行相關業務事件觸發，因此增強GIS業務操作業務複雜度，靈活度高；本發明在開發過程中，只需要普通的MIS開發人員在較少的GIS業務知識背景下即可進行GIS及MIS&GIS混合等方式的GIS系統的開發，系統框架無GIS組件及版本依賴；本發明所產生的數據產品與ArcGIS軟體產品兼容，因此可通過ArcGIS軟體進行數據再次編輯維護、服務發布等工作。

本領域普通技術人員可以理解，實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體來完成，所述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，包括上述實施例方法的各步驟，而所述的存儲介質可以是：ROM/RAM、磁碟、光碟、存儲卡等。因此，與本發明的方法相對應的，本發明還同時包括一種基於面向對象影像分析的港口圍填海監測的系統，該系統通常以與方法各步驟相對應的功能模塊的形式表示。使用該方法的系統，該系統包括：

lee sigma邊緣提取算法模塊，其配置來對遙感影像的一個波段使用lee sigma邊緣提取算法，該算法使用一個特定的邊緣濾波器，從原始影像中創建兩個獨立的邊緣影像：一個亮邊緣影像和一個暗邊緣影像；多尺度分割算法模塊，其配置來把所述亮邊緣影像和暗邊緣影像與遙感影像一起參與多尺度分割，得到影像對象；

第一分類模塊，其配置來在得到的影像對象中，以面矢量的形式生成港區範圍矢量數據，把較大的影像範圍縮小到感興趣的港區範圍內；

第二分類模塊，其配置來使用亮邊緣影像強度均值特徵進行提取，小於指定閾值的對象分類為圍填海。另外，該系統還包括第三分類模塊，其配置來在得到的影像對象中，紅波段比值較大的對象分類為類別B，從而得到紅色房頂的倉庫類別。

另外，所述第二分類模塊中，指定閾值為0.2。

還提供了基於面向對象影像分析的港口圍填海監測的系統的一種兼容ArcGIS的空間及屬性數據的統一控制系統，該系統包括：

資料庫，其配置來針對具備空間數據的實體，在增加自定義空間類別的同時，增添字符類型的WKT欄位，該欄位作為自定義空間類別欄位的WKT形式的冗餘；針對數據信息的創建，通過編寫存儲過程在包含WKT欄位的記錄執行創建時，執行WKT與自定義類別數據的同步工作；針對編輯更新操作，通過編寫存儲過程對自定義類別數據欄位進行同步更新；針對刪除操作，通過資料庫自有功能進行刪除；針對查詢操作，分為空間查詢、屬性查詢、空間屬性混合查詢三種形式，其中屬性查詢是非空間欄位的條件查詢；

數據訪問模塊，其配置來通過原生SQL或ORM方式進行資料庫操作；

前端展示模塊，其配置來將用戶繪製的圖形轉換為WKT形式的字符串傳遞到資料庫。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發明技術方案的保護範圍。