地球信息科学学报 ›› 2015, Vol. 17 ›› Issue (2): 236-243.doi: 10.3724/SP.J.1047.2015.00236
石义方1(), 汪小钦1,*(
), 孙振海2, 陈芸芝1, 付乾坤1
收稿日期:
2014-07-18
修回日期:
2014-09-16
出版日期:
2015-02-10
发布日期:
2015-02-10
通讯作者:
汪小钦
E-mail:shiyifang529@163.com;wangxq@fzu.edu.cn
作者简介:
作者简介:石义方(1990-),女,硕士生,研究方向为遥感信息处理与应用技术。E-mail:
基金资助:
SHI Yifang1(), WANG Xiaoqin1,*(
), SUN Zhenhai2, CHEN Yunzhi1, FU Qiankun1
Received:
2014-07-18
Revised:
2014-09-16
Online:
2015-02-10
Published:
2015-02-10
Contact:
WANG Xiaoqin
E-mail:shiyifang529@163.com;wangxq@fzu.edu.cn
About author:
*The author: SHEN Jingwei, E-mail:
摘要:
利用我国首颗民用高分辨率测绘卫星—ZY3影像,运用面向对象方法及形态学的思想,以形态学建筑物指数MBI和形态学阴影指数MSI,构建了基于知识规则的城市建筑物和阴影信息提取模型,很好地完成了北京方庄小区和厦门软件园的建筑物和阴影的提取,并实现了阴影长度的自动估算。利用太阳、卫星和建筑物成像几何关系,以阴影长度估算了城市建筑物高度,并以实测数据进行精度评价及误差分析。在以北京市方庄小区为例的试验中,建筑物高度提取的平均相对误差为7.08%,绝对误差小于6 m的建筑物占90%以上,80%以上的建筑物相对误差在10%以内,而误差较大的多为阴影较难识别的低矮建筑物和建筑密度较大使得阴影相互遮挡的高层建筑物。在厦门市软件园区实验中,94.3%的建筑物绝对误差在5 m以内,且计算高度与实际高度相关系数达到0.992,进一步验证了所用方法的可靠性。本文提出的建筑物信息提取方法,可很好地实现高分辨率影像城市建筑物高度估算,展示出资源三号卫星数据在城市建筑物信息提取方面的应用潜力。
石义方, 汪小钦, 孙振海, 陈芸芝, 付乾坤. 基于阴影的资源三号卫星数据城市建筑物高度估算[J]. 地球信息科学学报, 2015, 17(2): 236-243.DOI:10.3724/SP.J.1047.2015.00236
SHI Yifang,WANG Xiaoqin,SUN Zhenhai,CHEN Yunzhi,FU Qiankun. Urban Building Heights Estimation from the Shadow Information on ZY-3 Images[J]. Journal of Geo-information Science, 2015, 17(2): 236-243.DOI:10.3724/SP.J.1047.2015.00236
[1] | Irvin R B, Mckeown D M.Methods for exploiting the relationship between buildings and their shadows in aerial imagery[J]. IEEE Transactions On Systems, Man and Cybernetics, 1989,19(6):1564-1575. |
[2] | Cheng F, Thiel K H.Delimiting the building heights in a city from the shadow in panchromatic SPOT-image part 1 test of forty two buildings[J]. Remote Sensing, 1995,16(3):409-415. |
[3] | Hartl PH, Cheng F.Delimiting the building heights in a city form the shadow in panchromatic SPOT-image part 2 test of a complete city[J]. Remote Sensing, 1995,16(15):2829-2842. |
[4] | 何金国,陈刚,何晓云,等.利用SPOT图象阴影提取城市建筑物高度及其分布信息[J].中国图象图形学报,2001,6(5):425-429. |
[5] | 王京卫,郭秋英,郑国强. 基于单张遥感影像的城市建筑物高度提取研究[J]. 测绘通报, 2012(4):15-17. |
[6] | 张晓美,何国金,王威,等.基于ALOS卫星图像阴影的天津市建筑物高度及分布信息提取[J].光谱学与光谱分析,2011,31(7):2003-2006. |
[7] | Yang S, Gregoryn T, Walsh S J.Shadow detection and building-height estimation using IKONOS data[J]. International Journal of Remote Sensing, 2011,32(22):6929-6944. |
[8] | 李嘉良,张超,齐红甲.遥感影像提取建筑物高度的方法[J].河北联合大学学报(自然科学版),2013,35(2):121-125. |
[9] | Lee D, Shan J, Bethel J S.Class-guided building extraction from IKONOS imagery[J]. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 2003,69(2):143-150. |
[10] | Herold M, Scepan J, Müller A, et al.Object-oriented mapping and analysis of urban land use/cover using IKONOS data [C]. Proceedings of the 22nd EARSEL Symposium, Prague: EARSEL, 2002:11-18. |
[11] | 谭衢霖. 高分辨率多光谱影像城区建筑物提取研究[J].测绘学报,2010,39(6):618-623. |
[12] | 陶超,谭毅华,蔡华杰,等.面向对象的高分辨率遥感影像城区建筑物分级提取方法[J].测绘学报,2010,39(1):39-45. |
[13] | Jin X Y, Davis C H.Automated building extraction from high-resolution satellite imagery in urban areas using structural, contextual, and spectral information[J]. EURASIP Journal on Applied Signal Processing, 2005,14:2196-2206. |
[14] | 翟辉琴,王明孝.小波变换和数学形态学的高分辨率图像居民地识别[J].地球信息科学,2005,7(4):25-28. |
[15] | Benediktsson J A, Pesaresi M, Arnason K.Classification and feature extraction for remote sensing images from urban areas based on morphological transformations[J]. IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing, 2003,41(9):1940-1949. |
[16] | Huang X, Zhang L P.A Multidirectional and multiscale morphological index for automatic building extraction from multispectral GeoEye-1 imagery[J]. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 2011,77(7):721-732. |
[17] | Huang X, Zhang L P.Morphological building/shadow index for building extraction from high-resolution imagery over urban areas[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2012,5(1):161-172. |
[18] | 李德仁. 我国第一颗民营三线阵立体测图卫星——资源三号测绘卫星[J].测绘学报,2012,4(3):317-322. |
[19] | 蒋永华,张过,唐新明,等.资源三号测绘卫星三线阵影像高精度几何检校[J].测绘学报,2013,42(4):523-529. |
[20] | 潘红播,张过,唐新明,等.资源三号卫星传感器校正产品几何模型[J].测绘学报,2013,42(4):516-522. |
[21] | 杨磊,潘志强,傅俏燕,等.资源三号卫星多光谱数据的大气校正研究[J].光谱学与光谱分析,2013,33(7):1903-1907. |
[1] | 陈昂, 杨秀春, 徐斌, 金云翔, 张文博, 郭剑, 邢晓语, 杨东. 基于面向对象与深度学习的榆树疏林识别方法研究[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(9): 1897-1909. |
[2] | 杜培军, 王欣, 蒙亚平, 林聪, 张鹏, 卢刚. 面向地理国情监测的变化检测与地表覆盖信息更新方法[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(4): 857-866. |
[3] | 何惠馨, 范俊甫, 陈文贺, 周玉科, 张鹏, 俞宵. 基于亮度补偿的遥感影像阴影遮挡道路提取方法[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(2): 258-267. |
[4] | 张志慧, 刘雯, 李笑含, 朱靖轩, 张洪涛, 杨东, 徐超昊, 徐宪立. 基于无人机航摄影像的喀斯特地区裸岩信息提取及景观格局分析[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(12): 2436-2444. |
[5] | 许佳峰, 李云梅, 徐杰, 雷少华, 毕顺, 周玲. 黑臭水体水面阴影提取的自适应阈值算法研究[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(10): 1959-1970. |
[6] | 吴瑞娟, 何秀凤, 王静. 结合像元级与对象级的滨海湿地变化检测方法[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(10): 2078-2087. |
[7] | 叶杰, 孟凡晓, 白潍铭, 张斌, 郑金明. “四同”条件下周口城区高分一号遥感影像分类对比研究[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(10): 2088-2097. |
[8] | 张俊瑶,姚永慧,索南东主,郜丽静,王晶,张兴航. 基于垂直带谱的太白山区山地植被遥感信息提取[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(8): 1284-1294. |
[9] | 耿仁方,付波霖,蔡江涛,陈晓雨,蓝斐芜,余杭洺,李青逊. 基于无人机影像和面向对象随机森林算法的岩溶湿地植被识别方法研究[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(8): 1295-1306. |
[10] | 王林江, 吴炳方, 张淼, 邢强. 关键生育期冬小麦和油菜遥感分类方法[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(7): 1121-1131. |
[11] | 吴方明, 张淼, 吴炳方. 无人机影像的面向对象水稻种植面积快速提取[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(5): 789-798. |
[12] | 李中元, 吴炳方, 张淼, 邢强, 李名勇, 闫娜娜. 利用物候差异与面向对象决策树提取油菜种植面积[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(5): 720-730. |
[13] | 杜保佳, 张晶, 王宗明, 毛德华, 张淼, 吴炳方. 应用Sentinel-2A NDVI时间序列和面向对象决策树方法的农作物分类[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(5): 740-751. |
[14] | 江洪, 袁亚伟, 王森. 阴影消除植被指数(SEVI)去除地形本影和落影干扰的性能评估与应用[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(12): 1977-1986. |
[15] | 肖池伟,饶滴滴,刘怡媛,封志明,李鹏. 地缘经济合作背景下的中国磨憨-老挝磨丁口岸地区建设用地扩张[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(10): 1576-1585. |
|