(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210283387.0 (22)申请日 2022.03.22 (71)申请人 四川航天神坤科技有限公司 地址 610100 四川省成 都市经济技 术开发 区 （龙泉驿区） 龙工南路15 66号1幢1层 (72)发明人 吕琪菲　韩宇韬　张至怡　刘意　 陈爽　周玉洁　莫尧森　何洋　 (74)专利代理 机构 成都市集智汇华知识产权代 理事务所(普通 合伙) 51237 专利代理师 李华 (51)Int.Cl. G06V 20/13(2022.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/34(2022.01) G06V 10/40(2022.01)G06V 10/762(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种卫星遥感影像中低对比度土路提取的 方法 (57)摘要 本发明公开了一种卫星遥感影像中低对比 度土路提取的方法， 包括： 对原始遥感影像进行 预处理获取具有精确地理坐标的高分辨率影像 数据； 去除高分辨率影像数据中的植被和水体信 息； 提取高分辨率影像数据中的分形维和缝隙分 形特征； 利用分形维和缝隙特征值对高分辨率影 像数据进行分割， 获取道路初步提取二值图； 对 道路初步提取二值图进行建筑物与道路的区分； 对区分出来的道路图像数据进行中心线提取。 本 发明特别适用于沙漠区域、 荒山或高原区域、 边 境区域的土路的提取， 与传统方法相比， 道路提 取精度大大提升， 能够有效识别人为活动产生的 土路痕迹， 可以为应急救援和军事监测提供有效 支持。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 114627386 A 2022.06.14 CN 114627386 A 1.一种卫星遥感影 像中低对比度土路提取的方法， 其特 征在于包括： 对原始遥感影 像进行预处理获取具有精确地理坐标的高分辨 率影像数据； 去除高分辨 率影像数据中的植被和水体信息； 提取高分辨 率影像数据中的分形维和缝隙分形 特征； 利用分形维和缝隙特 征值对高分辨 率影像数据进行分割， 获取道路初步 提取二值图； 对道路初步 提取二值图进行建筑物与道路的区分； 对区分出来的道路图像数据进行中心线提取。 2.根据权利要求1所述的一种卫星遥感影像中低对比度土路提取的方法， 其特征在于 所述对原 始遥感影 像进行预处理获取具有精确地理坐标的高分辨 率影像数据包括： 对原始遥感影像中的全色影像和多光谱影像进行正射校正， 生成全色影像和多光谱影 像的平面 正射影像； 对多光谱影 像的平面 正射影像进行辐射定标获取地表辐射 率数据； 对多光谱影 像的平面 正射影像进行大气校正获得地表反射 率数据； 将全色影像的平面正式影像以及包含地表辐射率数据和地表反射率数据的多光谱影 像的平面 正射影像进行融合， 获得 具有精确地理坐标的高分辨 率影像数据。 3.根据权利要求1所述的一种卫星遥感影像中低对比度土路提取的方法， 其特征在于 所述去除高分辨 率影像数据中的植被和水体信息包括： 计算归一 化植被指数， 采用公式 计算归一化植被指数， 其 中NDVI为归一化植被指数， ρred为红光波段反射率， ρnir为近红 外波段反射 率。 计算归一 化差异水体指数， 采用公式 计算归一化差异水体指数， 其中ND WI为归一化差异水体指数， ρgreen为绿光波段反射率， ρred为红光波段反射 率。 采用阈值法去除高分辨 率影像数据中的植被和水体信息 。 4.根据权利要求1所述的一种卫星遥感影像中低对比度土路提取的方法， 其特征在于 所述提取高分辨 率影像数据中的分形维和缝隙分形 特征包括： 采用滑窗将高分辨 率影像数据分割为若干窗口图像； 对每一个窗口图像进行双毯覆盖模型计算， 获取分形维和缝隙分形 特征。 5.根据权利要求4所述的一种卫星遥感影像中低对比度土路提取的方法， 其特征在于 所述对窗口图像进行双毯覆盖模型计算， 获取分形维和缝隙分形 特征包括： 计算窗口图像中双毯表面积， 窗口图像f(i,j)中， 厚度为2ε 的毯子的上表面为uε， 下表 面分别为bε， 令 u0(i,j)＝b 0(i,j)＝f(i,j)                                     (3)； 毯子的上表面uε和下表面bε按照公式权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114627386 A 2进行生长， 其中ε＝1,2,3,...， d(i,j,m,n)代表 窗口图像上(i,j)和(m,n)两点之间距 离； 利用公式 计算毯子的体积， 其中Vε为毯子的体积； 利用公式 计算毯子的表面积， 其中A( ε )为毯子的表面积； 由于分形表面积满足关系式 A( ε )＝F ε2‑D                                         (7)； 则有 lgA( ε )＝(2 ‑D)lgε+lgF                               (8)； 计算窗口图像的分形维， 对ε取若干值， 并计算得到一组A( ε )， 然后对一组{logε,logA ( ε )}点对 采用最小二乘法进行线性拟合， 求取直线斜 率k； 则 窗口图像的分形维数为 D＝2‑k                                   (9)， 其中D为窗口图像的分形维数； 计算窗口图像的缝隙， 利用公式 Λ＝E[(A/E(A)‑1)2]                                    (10) 计算窗口图像的缝隙,其中Λ 为窗口图像的缝隙， E(A)是其期望 。 6.根据权利要求1所述的一种卫星遥感影 像中低对比度土路提取的方法， 其特 征在于： 采用阈值法对高分辨率影像数据进行图像分割， 得到道路候选区域的二值图， 检测条 件为： D＜T1且Λ＞T2    (11) 式中， D为分形维值、 T1为分形维图像分割阈值、 Λ 为缝隙值、 T2为缝隙图像分割阈值。 7.根据权利要求1所述的一种卫星遥感影像中低对比度土路提取的方法， 其特征在于 所述对道路初步 提取二值图进行建筑物与道路的区分包括： 采用方形结构元素对二值图像进行形态学开运算以去除二值图上的细小图斑并分离 与道路相连的图斑； 去除非道路图斑， 统计去除细小图斑和道路相连的图斑后剩余的所有图斑的形状特 征， 所述形状特 征包括面积、 紧致度、 细长度和矩形度； 并对每 个形状特 征设定阈值， 其中； 当图斑满足 (S＜k1)∩{(I＞k2)∪[(I＜k2)∩(E＜k3)∩(R＞k4)]}    (12)权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114627386 A 3