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合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)中建筑物屬性數(shù)據(jù)的提取方法

文檔序號(hào):8472085閱讀:344來(lái)源:國(guó)知局
合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)中建筑物屬性數(shù)據(jù)的提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001] 本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(dá)技術(shù),進(jìn)一步涉及合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)中建筑物 屬性數(shù)據(jù)的提取方法。
【背景技術(shù)】:
[0002] 作為一種重要的遙感對(duì)地監(jiān)測(cè)手段,合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量(Interferometry SyntheticApertureRadar,InSAR)可以監(jiān)測(cè)的目標(biāo)包含有地表各種復(fù)雜的地物,如建筑 物、建筑物、橋梁、地面等。不同的地物覆蓋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)差異極大,地面沉降表現(xiàn)出來(lái)的特征受 多種因素的影響。對(duì)大區(qū)域尺度的地面形變的分析,可近似認(rèn)為像元點(diǎn)的形變率代表了地 面的真實(shí)形變,然而,對(duì)建筑物和工程設(shè)施密集的城市,這種假設(shè)的合理性就不存在。以建 筑物為例,建筑物的粧基結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別,特別是高層建筑物自身地基處理時(shí)有粧基加固措 施,粧基的著力點(diǎn)在地層深處。建筑自身的重力所表現(xiàn)出的下沉現(xiàn)象,反映的是建筑物通過(guò) 粧基與深層地層的相互作用的結(jié)果,建筑物與地表的支撐力沒(méi)有直接關(guān)系,與無(wú)附載的地 表所表現(xiàn)的地面下沉有完全的區(qū)別,無(wú)附載地表的沉降與建筑物的沉降無(wú)論在時(shí)間與速率 上都有不同的表現(xiàn)。因此從沉降目標(biāo)分析,有必要將建筑物、地面等不同類型的永久散射體 (PermanentScatter,PS)點(diǎn)區(qū)分開(kāi)來(lái)。
[0003] 從沉降機(jī)理角度分析,地面沉降類型按成因可劃分為自然因素和人為因素類型。 自然因素類型主要為地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和土次固結(jié)引發(fā)的沉降等;人為因素類型主要有超量 抽取地下水、工程建設(shè)引發(fā)的地面沉降等。且兩者表現(xiàn)出來(lái)的特征也不相同。前者具有整 體性,其對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)信息的特點(diǎn)在于一定范圍內(nèi)具有變化緩慢、梯度小等特點(diǎn),具有可內(nèi)插 性;后者具有局部性,其對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)信息的特點(diǎn)在于相對(duì)于周圍地物而言具有變化梯度大、 影響范圍有限等特點(diǎn)。因此通過(guò)從沉降機(jī)理的理論角度進(jìn)行分析可知,不同類型地物目標(biāo) 的沉降機(jī)理存在差異,沉降信息特征也因此表現(xiàn)出不同的特征,因此應(yīng)當(dāng)開(kāi)展PS點(diǎn)的屬性 分類工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提出基于地理信息數(shù)據(jù)庫(kù),提出了PS數(shù)據(jù)中建筑物屬性數(shù)據(jù) 的提取方法。
[0005] 合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)中建筑物屬性數(shù)據(jù)的提取方法,包括如下步驟:
[0006] 導(dǎo)入建筑物地理數(shù)據(jù),至少包括建筑物頂部的經(jīng)度、煒度和高度;
[0007] 將建筑物邊界的數(shù)據(jù)沿東西方向外擴(kuò)Tx,將建筑物邊界的數(shù)據(jù)沿南北方向外擴(kuò) Ty,垂直方向整體上移Tz,重新確定建筑物新邊界;所述Tx為合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)東 西方向的定位誤差,Ty為合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)東西方向的定位誤差;Tz為合成孔徑 雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)垂直方向的定位誤差;
[0008] 判斷每個(gè)PS點(diǎn)是否落入建筑物新邊界,如果是,提取該數(shù)據(jù);如果否,剔除該數(shù) 據(jù);
[0009] 獲得提取后的第一數(shù)據(jù)集,該數(shù)據(jù)集內(nèi)的PS點(diǎn)屬性為建筑物。
[0010] 作為優(yōu)選方案,還結(jié)合影像特征,包括如下后續(xù)步驟:
[0011] 判斷第一數(shù)據(jù)集內(nèi)PS點(diǎn)圖像的灰度值是否在乂^與Vmax之間,如果是,進(jìn)一步提取 該數(shù)據(jù);如果否,剔除該數(shù)據(jù);Vmin為建筑物屬性PS點(diǎn)的最小亮度值,Vmax為建筑物屬性PS 點(diǎn)的最大亮度值;
[0012] 獲得進(jìn)一步提取后的第二數(shù)據(jù)集,該數(shù)據(jù)集內(nèi)的PS點(diǎn)屬性為建筑物。
[0013] 作為更進(jìn)一步的優(yōu)選方案,Vmin= 170 ;Vmax= 255。
[0014] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015](一)經(jīng)過(guò)時(shí)序InSAR數(shù)據(jù)采用本發(fā)明方法對(duì)建筑物屬性數(shù)據(jù)提取,PS點(diǎn)的正確 率為87. 3%。
[0016](二)如果以影像特征為依據(jù)進(jìn)一步進(jìn)行建筑物屬性數(shù)據(jù)提取,PS點(diǎn)的正確率為 95. 8%〇
[0017](三)屬性數(shù)據(jù)提取后進(jìn)行的建筑物沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果與水準(zhǔn)測(cè)量相比的符合精度優(yōu) 于5_,能滿足PS-InSAR開(kāi)展高精度地面沉降監(jiān)測(cè)的需求。
【附圖說(shuō)明】:
[0018] 圖1代表本發(fā)明在東西方向外擴(kuò)、南北方向外擴(kuò)、垂直方向抬升的示意圖;圖中,
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)中建筑物屬性數(shù)據(jù)的提取方法,其特征在于,包括如下 步驟: 導(dǎo)入建筑物地理數(shù)據(jù),至少包括建筑物頂部的經(jīng)度、煒度和高度; 將建筑物邊界的數(shù)據(jù)沿東西方向外擴(kuò)Tx,將建筑物邊界的數(shù)據(jù)沿南北方向外擴(kuò)Ty,垂 直方向整體上移Tz,重新確定建筑物新邊界;所述1;為合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)東西方 向的定位誤差,Ty為合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)東西方向的定位誤差;T2為合成孔徑雷達(dá) 干涉測(cè)量數(shù)據(jù)垂直方向的定位誤差; 判斷每個(gè)PS點(diǎn)是否落入建筑物新邊界,如果是,提取該數(shù)據(jù);如果否,剔除該數(shù)據(jù); 獲得提取后的第一數(shù)據(jù)集,該數(shù)據(jù)集內(nèi)的PS點(diǎn)屬性為建筑物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)中建筑物屬性數(shù)據(jù)的提取方法,其 特征在于,還包括如下后續(xù)步驟: 判斷第一數(shù)據(jù)集內(nèi)PS點(diǎn)圖像的灰度值是否在乂^與Vmax之間,如果是,進(jìn)一步提取該數(shù) 據(jù);如果否,剔除該數(shù)據(jù);Vmin為建筑物屬性PS點(diǎn)的最小亮度值,Vmax為建筑物屬性PS點(diǎn)的 最大亮度值; 獲得進(jìn)一步提取后的第二數(shù)據(jù)集,該數(shù)據(jù)集內(nèi)的PS點(diǎn)屬性為建筑物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)中建筑物屬性數(shù)據(jù)的提取方法,其 特征在于,Vmin= 170 ;Vmax= 255〇
【專利摘要】本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量數(shù)據(jù)中建筑物屬性數(shù)據(jù)的提取方法。目的在于提出基于地理信息數(shù)據(jù)庫(kù),提出了PS數(shù)據(jù)中建筑物屬性數(shù)據(jù)的提取方法。步驟如下:導(dǎo)入建筑物地理數(shù)據(jù);將建筑物邊界的數(shù)據(jù)沿東西方向外擴(kuò)Tx,將建筑物邊界的數(shù)據(jù)沿南北方向外擴(kuò)Ty,垂直方向整體上移Tz,重新確定建筑物新邊界;判斷每個(gè)PS點(diǎn)是否落入建筑物新邊界,如果是,提取該數(shù)據(jù);如果否,剔除該數(shù)據(jù);獲得提取后的數(shù)據(jù)集內(nèi)的PS點(diǎn)屬性為建筑物。經(jīng)過(guò)時(shí)序InSAR數(shù)據(jù)采用本發(fā)明方法對(duì)建筑物屬性數(shù)據(jù)提取,PS點(diǎn)的正確率為87.3%。
【IPC分類】G01S13-90
【公開(kāi)號(hào)】CN104793207
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510217274
【發(fā)明人】王杰, 孫鐵, 陳楚, 吳正鵬, 楊魁
【申請(qǐng)人】天津市測(cè)繪院
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月29日
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