遙感圖像中輸電線與公路的區分方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于數字圖像識別技術領域，更為具體地講，涉及一種遙感圖像中輸電線 與公路的區分方法。
【背景技術】
[0002] 超高壓輸電線路一直擔負著我國電力傳輸的重任，針對輸電線路巡檢管理是有 效保證輸配電線路及其設備安全的一項基礎工作。而隨著航天技術的快速發展，地表空 間信息獲取能力和水平大大提升。許多商用衛星遙感數據的地表空間分辨率已經達到亞 米級，重訪周期縮短為一天。目前常用的高分辨率商業衛星包括QuickBird、GeoEye以及 Worldview，其最高分辨率已經達到0. 41米，相信更高分辨率不久也會問世，這使得衛星遙 感技術應用于電力巡檢成為了可能。
[0003] 就獲取周期、成本和效率而言，衛星高分辨率光學遙感影像都有著不可替代的巨 大優勢。中國專利"一種基于圖像的線性目標識別與提取方法，CN103761524A，2014. 04. 30" 中記載了一種基于線性特征來提取線性弱目標，如電力線的方法，該方法是通過線性特征 提取，然后剔除非平行線來達到識別電力線的目的。然而在實際過程中，公路在線性特征提 取中的表現往往與輸電線路相似，都為一個平行線族，通過非平行線剔除的方法不能很好 的區分兩者。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種遙感圖像中輸電線與公路的區 分方法，通過平行線區域地物的像素灰度值來區分輸電線和公路，提高在遙感圖像中對輸 電線識別的準確度。
[0005] 為實現上述發明目的，本發明遙感圖像中輸電線與公路的區分方法，包括以下步 驟：
[0006]S1:對遙感圖像中已經識別到的平行線目標進行垂線添加，垂線添加的方法為： 垂線之間的間距為d個像元，垂線寬度為f個像元，垂線中心處于所垂直處平行線區域的 中心，垂線長度為平行線目標最大平行線間距的K倍，記垂線數量為M，每條垂線上的像素 點數量為N，每條垂線按相同方向對像素進行排列，得到像素灰度值序列(xu，'2,… ，xi;」，…，Xi，N)，其中矸」表示第i條垂線中第j個像素的灰度值，i的取值范圍1彡i彡M， j的取值范圍1彡j彡N;
[0007]S2:記每條垂線與平行線目標的邊緣平行線相交的兩個像素序號 為nn和ni2,nn<ni2，將每條垂線劃分為三個部分：心氣、 4,2=(&,,1+1,氣》,1+2,"、氣》 ;2)、不3=(氣》,:+1,1￥ 部分Xi:1的像素集合記為C； =(c'u,c'u，…,cUA)，第二部分Xi,2的像素集合記為 Q=(c；u，c；u,.",c2j〇，第三部分xi;3的像素集合記為c3 =(c31,c32，…,c3A)，其中
[0008] S3 :計算像素集合CpCjPC3的相似度S，如果相似度大于預設閾值T，則平行線目 標為輸電線，否則為公路。
[0009] 本發明遙感圖像中輸電線與公路的區分方法，對遙感圖像中已經識別到的平行線 目標進行垂線添加，垂線之間的間距為d個像元，垂線寬度為f個像元，垂線中心處于所垂 直處平行線區域的中心，垂線長度為平行線目標最大平行線間距的K倍，記垂線數量為M， 每條垂線上的像素點數量為N，每條垂線與平行線目標的邊緣平行線相交的兩個像素將每 條垂線劃分為三個部分，將所有垂線對應部分的像素組合成一個集合，共計三個像素集合， 計算三個像素集合的像素灰度值的相似度，區分輸電線和公路。本發明利用輸電線與公路 分別與兩側地物像素灰度值差異的不同，在遙感圖像中準確地區分輸電線與公路。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發明遙感圖像中輸電線與公路的區分方法的流程圖；
[0011] 圖2是待識別的遙感圖像不例圖；
[0012] 圖3是圖2所示遙感圖像中平行線性目標的識別結果圖；
[0013] 圖4是對圖3中公路進行垂線添加后的示例圖；
[0014] 圖5是對圖3中輸電線進行垂線添加后的示例圖；
[0015] 圖6是垂線劃分示意圖；
[0016] 圖7是圖4中每根垂線的像素灰度值統計圖；
[0017] 圖8是圖5中每根垂線的像素灰度值統計圖；
[0018] 圖9是經過區分后得到的輸電線目標。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行描述，以便本領域的技術人員更好地 理解本發明。需要特別提醒注意的是，在以下的描述中，當已知功能和設計的詳細描述也許 會淡化本發明的主要內容時，這些描述在這里將被忽略。
[0020] 實施例
[0021] 圖1是本發明遙感圖像中輸電線與公路的區分方法的流程圖。如圖1所示，本發 明遙感圖像中輸電線與公路的區分方法包括以下步驟：
[0022] S101 :垂線添加：
[0023] 對遙感圖像中已經識別到的平行線目標進行垂線添加，垂線添加的方法為：垂線 之間的間距為d個像元，垂線寬度為f個像元，垂線中心處于所垂直處平行線區域的中心， 垂線長度為平行線目標最大平行線間距的K倍，K的取值范圍為K> 1，記垂線數量為M，每 條垂線上的像素點數量為N，每條垂線按相同方向對像素進行排列，得到像素灰度值序列\ =(xi，i，xu，…，xi，j，…，xm)，其中xi，j表示第i條垂線中第j個像素的灰度值，i的取值范 圍1彡i彡M，j的取值范圍1彡j彡N。
[0024] 垂線間距和垂線寬度決定了后續計算的復雜度，可以根據實際需要進行設置。垂 線長度與平行線目標最大平行線間距的倍數K可以根據實際需要來設置，但是為了平行線 目標附近地物的統一性，K值也不宜設置過大，通常設置K的取值范圍為1 <K< 4。本實 施例中設置K= 2,垂線間距參數d取的是垂線長度的四分之一，即N/4個像元，垂線寬度參 數f= 1。
[0025] 圖2是待識別的遙感圖像示例圖。圖3是圖2所示遙感圖像中平行線性目標的識 別結果圖。如圖3所示，在圖2所示的遙感圖像中，得到兩個平行線性目標，分別是輸電線 和公路。圖4是對圖3中公路進行垂線添加后的示例圖。圖5是對圖3中輸電線進行垂線 添加后的示例圖。
[0026]S102:對垂線進行三部分劃分：
[0027] 首先需要對垂線進行劃分。圖6是垂線劃分示意圖。如圖6所示，記每條 垂線與平行線目標的邊緣平行線相交的兩個像素序號為nn和ni2,nn<ni2，將每條 垂線劃分為三個部分：而,…，氣"」、l，2 =h,M+P氣,、 心=(&.2+1,&2+2，…。將所有垂線的第一部分&滿像素集合記為 C； = ^u,Cl2，…,，第二部分Xi;2的像素集合記為C2 =(C2>1,c22，…，C2』j，第三部 分Xi;3的像素集合記為C3 = (c31，c32,."，c3A)，其中