一種面向建筑物的城市地理數據庫自動更新方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種數據庫更新領域，具體說是一種面向建筑物的城市地理數據庫自 動更新方法。
【背景技術】
[0002] 建筑物是城市地理數據庫中最容易發生變化和最需要更新的部分，且更新工作量 巨大。目前在國際上，許多專家學者力求尋找快速、自動化的城市地理數據庫中建筑物的自 動更新方法，雖然研究人員已經提出了很多方法，但是運些方法往往缺乏有力的數學理論 推導和數字化模型的建立，具體實施過程中的諸多步驟依然依賴人為經驗指導，多數方法 對數據要求苛刻，缺乏自動高效的變化信息提取和分析方法，主要存在W下幾個問題：（1) 對數據質量要求苛刻；（2)算法精確度不高；（3)變化檢測的自動化程度較低。
【發明內容】
[0003] 本發明提供了一種面向建筑物的城市地理數據庫自動更新方法，利用遙感影像作 為數據源，可克服目前城市地理數據庫更新方法存在的問題，能夠同時更新建筑物的新建、 拆除和改建等多種形式，自動化程度高。
[0004] 為實現本發明的目標所采用的技術方案是:方法包括W下步驟：
[0005] 步驟1:分別提取同一地區不同時相的遙感影像image 1和image2中的建筑物，得到 對象集Bold和對象集Bnew ;
[0006] 步驟2:篩選不變建筑物；
[0007] 步驟3:逐一將對象集Bnew中每個建筑物和對象集Bold中的所有建筑物進行空間關 系計算，得到新增建筑物Added_B;
[000引步驟4:逐一將對象集Bold中每個建筑物和對象集Bnew中的所有建筑物進行空間關 系計算，得到消失建筑物Disappea;r_B;
[0009] 步驟5:計算新增建筑物AddecLB和消失建筑物Disappear_B的空間關系，得到改建 建筑物 Reconst;ruction_B;
[0010] 步驟6:利用4(1(16(1_13、013日996日1'_13和1?6(3〇]13付11(31:;[0]1_13更新相應地區的地理數據 庫中的建筑物。
[0011] 所述的建筑物對象可W根據遙感影像包含的陰影、顏色、邊緣等特征進行自動提 取，也可W直接利用現成的建筑物數據庫。
[0012] 所述的不變建筑物通過W下公式進行判斷：
[0013]
[0014] 其中，（X*，Y*)表示建筑物的中屯、坐標，R*表示建筑物的最小外接矩形的面積瓜和 B2分別表示imagel和image2中的建筑物，ξι、ξ2和Κ為闊值；即當image巧Plimage2中分別存在 建筑物Bi和化，且其中屯、位置和面積比滿足一定的空間關系，則判定Bi和B2為同一建筑物。
[0015] 所述的新增建筑物通過W下公式進行判斷：
[0016]
[0017]即當image2中存在建筑物Bi，如果對象集BdI壞存在任何與B砸積相當且位置上有 重疊的建筑物，則判定Bi為新增建筑物。
[0018] 所述的消失建筑物通過W下公式進行判斷：
[0019]
[0020] 即當image 1中存在建筑物B2,如果對象集Bnew不存在任何與B2面積相當且位置上有 重疊的建筑物，則判定B2為消失建筑物。
[0021] 本發明的有益效果是：解決了城市地理數據庫中建筑物更新存在準確率低的問 題，具有較高的自動化程度。可W用于城市違章建筑物的查處，降低人工成本。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發明的總體處理流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖詳細描述本發明的【具體實施方式】。
[0024] 在步驟101，輸入待處理的遙感影像分別為同一地區兩個時相的遙感影像imagel 和image2,均為高空間分辨率遙感影像，可W是Quick bird、Wo;rld view等衛星影像或各類 航拍影像，空間分辨率在1米W下。
[0025] 在步驟102,分別對imagel和image2進行福射校正、幾何校正、大氣校正和影像配 準等預處理。
[00%] 在步驟103,提取imagel和image2的陰影、顏色、邊緣等各種特征，并用特征融合方 法進行建筑物自動提取，也可W直接利用現成的建筑物數據庫。
[0027]在步驟104,通過W下公式進行不變建筑物的判斷：
[002引
[0029] 其中，（Χ*，Υ*)表示建筑物的中屯、坐標，R*表示建筑物的最小外接矩形的面積，Bi和 B2分別表示imagel和image2中的建筑物，ξι、ξ2和K為闊值；即當image巧Plimage2中分別存在 建筑物Bi和B2,且其中屯、位置和面積比滿足一定的空間關系，則判定Bi和B2為同一建筑物， 并將闊值ξι、和和K分別設置為50、50和0.6。
[0030] 在步驟105,通過W下公式進行新增建筑物AddecLB的判斷：
[0031]
[0032] 即當image2中存在建筑物Bi，如果對象集Bold不存在任何與Bi面積相當且位置上有 重疊的建筑物，則判定Bi為新增建筑物，并將闊值K設置為0.6。
[0033] 在步驟106，通過W下公式進行消失建筑物D i sappea;r_B判斷：
[0034]
[0035] 即當image 1中存在建筑物B2,如果對象集Bnew不存在任何與B2面積相當且位置上有 重疊的建筑物，則判定B2為消失建筑物，并將闊值K設置為0.6。
[0036] 在步驟107,利用步驟105提取的新增建筑物AddecLB和步驟106提取的消失建筑物 Disappea;r_B，計算兩者的空間重疊關系，提取改建建筑物Reconst;ruction_B。
[0037] 在步驟108,更新建筑物地理數據庫。
【主權項】
1. 一種面向建筑物的城市地理數據庫自動更新方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1:分別提取同一地區不同時相的遙感影像image 1和image2中的建筑物，得到對象 集Bold和對象集Bnew; 步驟2:篩選不變建筑物； 步驟3:逐一將對象集Bnew中每個建筑物和對象集Bold中的所有建筑物進行空間關系計 算，得到新增建筑物Added_B; 步驟4:逐一將對象集Bold中每個建筑物和對象集Bnew中的所有建筑物進行空間關系計 算，得到消失建筑物Disappear_B; 步驟5:計算新增建筑物Added_B和消失建筑物Disappear_B的空間關系，得到改建建筑 物Reconstruction_B; 步驟6:利用六(1(16(1_13、0丨83。。631'_13和1^〇〇1181：1'11〇1:;[〇11_13更新相應地區的地理數據庫中 的建筑物。2. 根據權利要求1所述的一種面向建筑物的城市地理數據庫自動更新方法，其特征在 于建筑物是指遙感影像中的陰影、顏色、邊緣特征進行自動提取，或直接利用現成的建筑物 數據庫。3. 根據權利要求1所述的一種面向建筑物的城市地理數據庫自動更新方法，其特征在 于不變建筑物通過以下公式進行判斷：其中，（X*，Y*)表不建筑物的中心坐標，R*表不建筑物的最小外接矩形的面積，Βι和B2分 別表不image 1和image2中的建筑物，ξι、ξ2和K為閾值；即當image 1和image2中分別存在建筑 物也和出，且其中心位置和面積比滿足一定的空間關系，則判定出和出為同一建筑物。4. 根據權利要求1所述的一種面向建筑物的城市地理數據庫自動更新方法，其特征在 于新增建筑物通過以下公式進行判斷：即當image2中存在建筑物也，如果對象集Bold不存在任何與也面積相當且位置上有重疊 的建筑物，則判定也為新增建筑物。5. 根據權利要求1所述的一種面向建筑物的城市地理數據庫自動更新方法，其特征在 于消失建筑物通過以下公式進行判斷：即當imagel中存在建筑物B2，如果對象集Bnew不存在任何與B2面積相當且位置上有重疊 的建筑物，則判定出為消失建筑物。
【專利摘要】本發明涉及一種面向建筑物的城市地理數據庫自動更新方法。包括如下步驟：步驟1，分別提取同一地區不同時相的遙感影像中的建筑物；步驟2，篩選不變建筑物；步驟3，提取新增建筑物；步驟4，提取消失建筑物；步驟5，提取改建建筑物；步驟6，更新地理數據庫。解決了城市地理數據庫中建筑物更新存在準確率低的問題，具有較高的自動化程度。可以用于城市違章建筑物的查處，降低人工成本。
【IPC分類】G06K9/00, G06F17/30, G06K9/46
【公開號】CN105447208
【申請號】CN201610069960
【發明人】施文灶
【申請人】福建師范大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2016年2月1日