本發(fā)明涉及多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法及裝置。

背景技術(shù)：

高分辨率影像是土地利用和土地覆蓋變化信息獲取的最佳手段之一，然而僅僅利用高分辨率影像進(jìn)行分類和土地利用信息提取面臨著較大的困難并且精度和自動化程度都較低。將高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)集成分析是解決這一問題的重要途徑，而高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)精確配準(zhǔn)是重要的前提條件，在城市土地利用信息和變化信息獲取等方面具有重要的實(shí)用價(jià)值。高分辨率影像獲取多采用斜投影的方式，而gis數(shù)據(jù)獲取則采用正射投影的方式，正是由于二者數(shù)據(jù)投影方式的不同，導(dǎo)致地物在二者數(shù)據(jù)上的位置存在著偏差，并且偏差的程度與地物的高度等因素有關(guān)，可以看作是非系統(tǒng)性和隨機(jī)的。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法一般只能改正數(shù)據(jù)間系統(tǒng)性的位置偏差，難以適用于高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的需求。

高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)屬于多源數(shù)據(jù)的自動配準(zhǔn)領(lǐng)域，多源數(shù)據(jù)的自動配準(zhǔn)方法可以分為兩大類，基于特征的配準(zhǔn)方法和基于目標(biāo)的配準(zhǔn)方法?；谔卣鞯呐錅?zhǔn)方法關(guān)鍵之處在于特征的檢測和特征匹配?；谔卣鞯呐錅?zhǔn)方法的問題在于特征匹配的過程是相互獨(dú)立的，一般只考慮了不同數(shù)據(jù)間特征與特征之間的相似性，而同一數(shù)據(jù)中特征之間的關(guān)系則被忽略，從而可能造成一對多的匹配情形，或者由于特征提取不完全無法找到相匹配的特征?；谀繕?biāo)的配準(zhǔn)方法，其基本思想是以目標(biāo)對象作為整體進(jìn)行匹配，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于匹配過程中考慮了同一數(shù)據(jù)中特征與特征之間的關(guān)系，從而克服了基于特征方法的缺陷。然而基于目標(biāo)的配準(zhǔn)方法需要首先直接從高分辨率影像上提取目標(biāo)，是一件十分困難的工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法及裝置。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法，包括：

獲取與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段；

根據(jù)所述gis多邊形和所述提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，所述gis-影像二層圖包括所述gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和所述提取線段的鄰接關(guān)系；

根據(jù)所述gis-影像二層圖對所述提取線段重組，生成與所述gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓；

根據(jù)所述建筑物輪廓和所述gis多邊形的同名點(diǎn)信息，計(jì)算所述高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段；

構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述gis多邊形和所述提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，所述gis-影像二層圖包括所述gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和所述提取線段的鄰接關(guān)系；

匹配模塊，用于根據(jù)所述gis-影像二層圖對所述提取線段重組，生成與所述gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓；

處理模塊，用于根據(jù)所述建筑物輪廓和所述gis多邊形的同名點(diǎn)信息，計(jì)算所述高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)設(shè)備，包括：

存儲器和處理器，所述處理器和所述存儲器通過總線完成相互間的通信；所述存儲器存儲有可被所述處理器執(zhí)行的程序指令，所述處理器調(diào)用所述程序指令能夠執(zhí)行如下方法：

獲取與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段；根據(jù)所述gis多邊形和所述提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，所述gis-影像二層圖包括所述gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和所述提取線段的鄰接關(guān)系；根據(jù)所述gis-影像二層圖對所述提取線段重組，生成與所述gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓；根據(jù)所述建筑物輪廓和所述gis多邊形的同名點(diǎn)信息，計(jì)算所述高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。

第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如下方法：獲取與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段；根據(jù)所述gis多邊形和所述提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，所述gis-影像二層圖包括所述gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和所述提取線段的鄰接關(guān)系；根據(jù)所述gis-影像二層圖對所述提取線段重組，生成與所述gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓；根據(jù)所述建筑物輪廓和所述gis多邊形的同名點(diǎn)信息，計(jì)算所述高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法及裝置，根據(jù)gis多邊形和影像提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，根據(jù)gis-影像二層圖重組提取線段，獲取與gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓，根據(jù)匹配的建筑物角點(diǎn)作為同名點(diǎn)，計(jì)算高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)，結(jié)合了基于特征和基于目標(biāo)匹配的方法的優(yōu)點(diǎn)，解決了基于特征匹配的一對多問題，克服了基于目標(biāo)匹配目標(biāo)獲取難度大的問題，提高了高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的正確率和效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的gis多邊形示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像的提取線段示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的gis多邊形平移結(jié)果示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的gis-影像二層圖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像的提取線段和gis多邊形的初始匹配結(jié)果示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像的提取線段聚類并合并的結(jié)果示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的建筑物假設(shè)結(jié)果示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的完整的建筑物輪廓的結(jié)果示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法流程示意圖，如圖1所示，所述方法包括：

步驟s11、獲取與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段；

具體地，高分辨率影像可以為衛(wèi)星遙感圖像，gis數(shù)據(jù)一般為矢量圖形數(shù)據(jù)，其中，建筑物數(shù)據(jù)在gis數(shù)據(jù)中為多邊形形狀，當(dāng)需要對高分辨率影像和gis數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)時(shí)，首先獲取gis數(shù)據(jù)中的gis多邊形，其中每個(gè)gis多邊形表示一組建筑物圖形，然后獲取高分辨率影像的提取線段，例如，可以使用邊緣檢測方法檢測高分辨率影像的邊緣線段，并將檢測到的邊緣線段記為高分辨率影像的提取線段，這些提取線段包括建筑物邊緣線段、樹木邊緣線段等，然后判斷哪些提取線段與gis多邊形相對應(yīng)，即哪些提取線段與哪個(gè)gis多邊形表示的是同一組建筑物，例如可以根據(jù)先驗(yàn)知識判斷得知與gis數(shù)據(jù)中每個(gè)gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段。在實(shí)際應(yīng)用中，也可以首先獲取高分辨率影像的提取線段，然后獲取gis數(shù)據(jù)中的gis多邊形，本發(fā)明實(shí)施例對此不做限定。

例如，在quickbird影像上下載高分辨率影像，然后從openstreetmap網(wǎng)站上下載與高分辨率影像對應(yīng)的gis數(shù)據(jù)，首先獲取gis數(shù)據(jù)中的每個(gè)多邊形，然后獲取高分辨率影像的提取線段，獲取與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像提取線段，這樣就可以得到多組相對應(yīng)的gis多邊形和高分辨率影像的提取線段。

步驟s12、根據(jù)所述gis多邊形和所述提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，所述gis-影像二層圖包括所述gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和所述提取線段的鄰接關(guān)系；

具體地，對步驟s11中獲取的每一組相對應(yīng)的gis多邊形和高分辨率影像的提取線段，獲取gis多邊形的每個(gè)邊緣線段之間的鄰接關(guān)系，然后獲取高分辨率影像的提取線段之間的鄰接關(guān)系，例如，一條提取線段與哪些提取線段相鄰，然后根據(jù)所述邊緣線段的鄰接關(guān)系和提取線段的鄰接關(guān)系構(gòu)建gis-影像二層圖。

例如，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的gis多邊形示意圖，如圖2所示，該gis多邊形包括6條邊緣線段，分別為x1、x2、x3、x4、x5和x6，根據(jù)gis多邊形信息獲取6條邊緣線段的鄰接關(guān)系，例如，x1與x2和x6鄰接。圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像的提取線段示意圖，如圖3所示，與gis多邊形相對應(yīng)的提取線段有7條，分別為y1、y2、y3、y4、y5、y6和y7，然后獲取高分辨率影像的提取線段之間的鄰接關(guān)系，例如，y4與y2、y3和y5相鄰。根據(jù)邊緣線段的鄰接關(guān)系和提取線段的鄰接關(guān)系構(gòu)建gis-影像二層圖，gis-影像二層圖存儲邊緣線段的鄰接關(guān)系和提取線段的鄰接關(guān)系。通過步驟s12可獲得多個(gè)gis-影像二層圖，一個(gè)gis-影像二層圖存儲一組gis多邊形和高分辨率影像的提取線段之間的上述兩種鄰接關(guān)系。

步驟s13、根據(jù)所述gis-影像二層圖對所述提取線段重組，生成與所述gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓；

在實(shí)際應(yīng)用中，與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段可能會出現(xiàn)由于遮擋物等造成的提取線段之間不相連，或者相連的提取線段并不是同一物體的邊緣線段，為減少這種現(xiàn)象造成的誤差，在本步驟中，對每個(gè)gis-影像二層圖所對應(yīng)的gis多邊形和提取線段，根據(jù)gis-影像二層圖對提取線段重組，生成與gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓。具體地，根據(jù)gis-影像二層圖中的gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系指導(dǎo)高分辨率影像的提取線段重組，刪除不相關(guān)的提取線段，得到與gis多邊形相匹配的提取線段，這些提取線段之間可能不相連，根據(jù)gis-影像二層圖中的提取線段之間的鄰接關(guān)系對上述提取線段重組，構(gòu)成完整的建筑物輪廓，該建筑物輪廓與gis多邊形相匹配。

例如，如圖2和圖3所示，根據(jù)gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系，刪除提取線段中的y3線段，然后根據(jù)提取線段的鄰接關(guān)系重組提取線段，得到與gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓。通過步驟s13可獲得多個(gè)建筑物輪廓，每個(gè)建筑物輪廓與一個(gè)gis多邊形相匹配。

步驟s14、根據(jù)所述建筑物輪廓和所述gis多邊形的同名點(diǎn)信息，計(jì)算所述高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。

具體地，將建筑物角點(diǎn)作為同名點(diǎn)，獲取建筑物輪廓上的角點(diǎn)信息，然后獲取與角點(diǎn)相匹配的gis多邊形角點(diǎn)的信息，將一組角點(diǎn)信息作為同名點(diǎn)信息，根據(jù)同名點(diǎn)信息計(jì)算高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。

例如，對每個(gè)建筑物輪廓和與其相匹配的建筑物輪廓，獲取建筑物輪廓的所有角點(diǎn)信息，然后獲取與角點(diǎn)信息相匹配的gis多邊形角點(diǎn)的信息，根據(jù)上述角點(diǎn)信息計(jì)算高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)，這樣就可獲得多個(gè)變換參數(shù)，結(jié)合多個(gè)變換參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)。在實(shí)際應(yīng)用中，也可以獲取高分辨率影像中的所有建筑物輪廓的角點(diǎn)信息，然后獲取與角點(diǎn)信息相匹配的gis多邊形角點(diǎn)的信息，根據(jù)上述角點(diǎn)信息計(jì)算高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)，根據(jù)該變化參數(shù)就可實(shí)現(xiàn)高分辨率影響與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法，根據(jù)gis多邊形和影像提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，根據(jù)gis-影像二層圖重組提取線段，獲取與gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓，根據(jù)匹配的建筑物角點(diǎn)作為同名點(diǎn)，計(jì)算高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)，結(jié)合了基于特征和基于目標(biāo)匹配的方法的優(yōu)點(diǎn)，解決了基于特征匹配的一對多問題，克服了基于目標(biāo)匹配目標(biāo)獲取難度大的問題，提高了高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的正確率和效率。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述獲取與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段，包括：

計(jì)算所述gis多邊形與所述提取線段的邊緣擬合度，根據(jù)所述邊緣擬合度確定所述提取線段的偏移量；

根據(jù)所述偏移量逐個(gè)平移所述gis多邊形。

具體地，由于高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)的投影方式不同，使得地物在二者數(shù)據(jù)上存在一定程度的偏移和形變。假設(shè)某一個(gè)建筑物在高分辨率影像和gis數(shù)據(jù)上的位置的偏移程度為(δx，δy)，將對應(yīng)的gis多邊形在一定的鄰域范圍內(nèi)，按照步長dx和dy進(jìn)行平移，并標(biāo)記與gis多邊形相對應(yīng)的提取線段，例如，可以設(shè)置距離閾值，若提取線段與gis多邊形的邊緣線段的距離在距離閾值范圍內(nèi)，則判斷該提取線段與gis多邊形相對應(yīng)，計(jì)算每一次平移后高分辨率影像上的提取線段與gis多邊形邊緣的邊緣擬合度，邊緣擬合度可以用下述公式計(jì)算：其中，γ為邊緣擬合度，∑l1為與gis邊形相對應(yīng)的提取線段的長度之和，l2為多邊形的周長。比較計(jì)算得到的邊緣擬合度，符合預(yù)設(shè)規(guī)則的邊緣擬合程度所對應(yīng)的(δx，δy)即應(yīng)當(dāng)為地物在二者數(shù)據(jù)上的偏移量，例如預(yù)設(shè)規(guī)則為邊緣擬合度最接近100％的邊緣擬合度，最后，按照偏移量(δx，δy)平移gis多邊形。同理，實(shí)現(xiàn)gis數(shù)據(jù)中其他gis多邊形的平移。

在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定dx，dy，距離閾值和預(yù)設(shè)規(guī)則，本發(fā)明實(shí)施例對此不做限定。例如，對gis數(shù)據(jù)中的每個(gè)gis多邊形，在5個(gè)單位長度范圍內(nèi)，按步長dx和dy平移gis多邊形，dx和dy為0.5單位長度，并計(jì)算提取線段與gis多邊形的距離，若該距離小于0.1單位長度，則判斷該提取線段與gis多邊形相匹配，每平移一次，計(jì)算與gis多邊形相對應(yīng)的提取線段之和，然后計(jì)算邊緣擬合度，在5個(gè)單位長度范圍內(nèi)平移完成之后，對比所有計(jì)算得到的邊緣擬合度，將邊緣擬合度最接近100％的作為最佳邊緣擬合度，根據(jù)該邊緣擬合度所對應(yīng)的偏移量，例如偏移量為(3，4)平移gis多邊形，圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的gis多邊形平移結(jié)果示意圖，如圖4所示，gis多邊形包括邊緣線段l1、l2、l3、l4、l5、l6和l7，將gis多邊形平移后，粗略地改正了地物在高分辨影像和gis數(shù)據(jù)上的偏移。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法，根據(jù)邊緣擬合度確定gis數(shù)據(jù)偏移量，根據(jù)偏移量逐個(gè)平移gis多邊形，減少了地物在高分辨影像和gis數(shù)據(jù)上的偏移，使由此獲取的與gis多邊形相對應(yīng)的提取線段更加合理，從而提高了高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的正確率。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述gis多邊形和所述提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，所述gis-影像二層圖包括所述gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和所述提取線段的鄰接關(guān)系包括：

根據(jù)所述gis多邊形的邊緣線段和所述邊緣線段的鄰接關(guān)系構(gòu)建第一層圖；

根據(jù)所述提取線段和所述提取線段的鄰接關(guān)系構(gòu)建第二層圖；

根據(jù)所述第一層圖和所述第二層圖構(gòu)建所述gis-影像二層圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的gis-影像二層圖結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，二層圖結(jié)構(gòu)包括第一層圖和第二層圖。其中第一層圖存儲gis多邊形的邊緣線段和邊緣線段的鄰接關(guān)系，第二層圖存儲高分辨率影像的提取線段和提取線段的鄰接關(guān)系。獲取gis多邊形的邊緣線段和邊緣線段的鄰接關(guān)系，獲取提取線段和提取線段的鄰接關(guān)系。在二層圖的第一層圖中，每一條gis多邊形的邊緣線段用一個(gè)結(jié)點(diǎn)表示，相鄰的線段用邊連接，邊權(quán)值設(shè)為0，例如v1¹、v2¹、v3¹、v4¹、v5¹、v6¹和v7¹分別表示gis多邊形的邊緣線段。在第二層圖中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)代表一條高分辨率影像的提取線段，例如，v1²、v2²、v3²、v4²、v5²、v6²、v7²、v8²、v9²、v10²和v11²分別表示高分辨率影像的提取線段，提取線段的鄰接關(guān)系也通過邊來存儲和表達(dá)，邊權(quán)值設(shè)置為鄰接線段的末端點(diǎn)到線段交點(diǎn)的距離之和。除此之外，二層圖結(jié)構(gòu)還可以存儲gis邊緣線段與高分辨率影像的提取線段之間的對應(yīng)關(guān)系。例如，v1¹與v1²、v2²相對應(yīng)，則表示，v1¹所表示的gis多邊形的邊緣線段與v1²、v2²所表示的提取線段相對應(yīng)。

之后，根據(jù)gis-影像二層圖中的gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系指導(dǎo)高分辨率影像的提取線段重組，得到與gis多邊形相匹配的提取線段，根據(jù)gis-影像二層圖中的提取線段之間的鄰接關(guān)系對上述提取線段連接，構(gòu)成完整的建筑物輪廓，該建筑物輪廓與gis多邊形相匹配。根據(jù)建筑物輪廓和gis多邊形的同名點(diǎn)信息，計(jì)算高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法，通過gis-影像二層圖存儲gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和提取線段的鄰接關(guān)系，指導(dǎo)提取線段重組為完整的建筑物輪廓，進(jìn)一步提高了高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的正確率。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述gis-影像二層圖對所述提取線段重組，生成與所述gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓包括：

對所述gis多邊形和所述提取線段進(jìn)行初始匹配，獲取初始匹配線段；

對所述初始匹配線段聚類合并，獲取第二匹配線段；

根據(jù)所述gis-影像二層圖，對所述第二匹配線段重組，生成建筑物假設(shè)；

根據(jù)所述建筑物假設(shè)生成完整的建筑物輪廓。

具體地，利用直線段之間的幾何相似性對高分辨率影像的提取線段和gis多邊形的邊緣線段進(jìn)行初始匹配，得到提取線段和gis多邊形的初始匹配結(jié)果，將初始匹配的提取線段記為初始匹配線段。例如，可以根據(jù)直線段之間的距離、方向差、重疊度等幾何相似性，對提取線段和邊緣線段進(jìn)行初始匹配；然后對初始匹配線段進(jìn)行聚類，并對同一聚類中的初始匹配線段進(jìn)行合并，得到對初始匹配的高分辨率影像的提取線段聚類并合并后的結(jié)果，將聚類并合并后的初始匹配線段記為第二匹配線段；將第二匹配線段重組，構(gòu)成建筑物假設(shè)，線段重組過程以gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系作為依據(jù)和參照，獲得多個(gè)建筑物假設(shè)；定義評價(jià)函數(shù)，評價(jià)每個(gè)建筑物假設(shè)，由此找到最佳的建筑物假設(shè)，得到最佳建筑物假設(shè)結(jié)果；然后連接最佳建筑物假設(shè)中不相連的提取線段，得到完整的建筑物輪廓。

例如，如圖4所示，gis多邊形的邊緣線段為l1、l2、l3、l4、l5、l6和l7。根據(jù)直線段之間的幾何相似性對高分辨率影像的提取線段和gis多邊形的邊緣線段l1至l7進(jìn)行初始匹配，得到提取線段和gis多邊形的初始匹配結(jié)果，圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像的提取線段和gis多邊形的初始匹配結(jié)果示意圖，如圖6所示，與gis多邊形相匹配的高分辨率影像的提取線段為a、b、c、d、e、f、g、h、i、g、k、l和m，然后對提取線段a至m進(jìn)行聚類并合并，聚類的原則可以根據(jù)gis多邊形的鄰接關(guān)系和提取線段的鄰接關(guān)系進(jìn)行聚類，例如將相近的提取線段聚為一類等。圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像的提取線段聚類并合并的結(jié)果示意圖，如圖7所示，聚類并合并后的提取線段為：l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8、l9、l10。之后根據(jù)gis多邊形的鄰接關(guān)系或提取線段的鄰接關(guān)系組合上述提取線段，獲取建筑物假設(shè)，圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的建筑物假設(shè)結(jié)果示意圖，如圖8所示，其中一種建筑物假設(shè)為l1、l2、l3、l4、l5、l6、l8和l9組成的圖形。對每個(gè)建筑物假設(shè)，根據(jù)評價(jià)函數(shù)確定最佳建筑物假設(shè)，例如，評價(jià)函數(shù)為建筑物假設(shè)的面積，與gis多邊形的面積最接近的建筑物假設(shè)為最佳建筑物假設(shè)，然后連接最佳建筑物假設(shè)的線段，獲得完整的建筑物輪廓，圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的完整的建筑物輪廓的結(jié)果示意圖，如圖9所示，完整的建筑物輪廓為l1、l2、l3、l4、l5、l6、l8和l9組成的封閉的多邊形。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法，通過重組提取線段為完整的建筑物輪廓，解決了建筑物輪廓被遮擋的問題，進(jìn)一步提高了高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的正確率。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述建筑物輪廓和所述gis多邊形的同名點(diǎn)信息，計(jì)算所述高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)包括：

獲取所述建筑物輪廓的第一角點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)所述第一角點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算第一矩陣；

獲取所述gis多邊形的第二角點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)所述第二角點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算第二矩陣；

根據(jù)下述公式計(jì)算所述變換參數(shù)：

h＝dm(mm^t)^-1

其中，h為所述變換參數(shù)，d為所述第二矩陣，m為所述第一矩陣。

具體地，獲取建筑物輪廓的第一角點(diǎn)坐標(biāo)，用表示建筑物輪廓上第n個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)，將建筑物輪廓上的角點(diǎn)坐標(biāo)構(gòu)成第一矩陣m，獲取gis多邊形的第二角點(diǎn)坐標(biāo)，用表示建筑物輪廓上第n個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)，將建筑物輪廓上的角點(diǎn)坐標(biāo)構(gòu)成第一矩陣根據(jù)公式h＝dm(mm^t)^-1計(jì)算h，其中h0，h1，h2，h3，h4和h5為二維放射變換參數(shù)。之后，根據(jù)計(jì)算的變換參數(shù)h就可對高分辨率影像中的任意數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)。

例如，首先獲取高分辨率影像的提取線段，然后構(gòu)建gis-影像二層圖，根據(jù)gis-影像二層圖指導(dǎo)提取線段組成與gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓，然后獲取建筑物輪廓的每個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)，組成矩陣m，并獲取與角點(diǎn)相對應(yīng)的gis多邊形的角點(diǎn)的坐標(biāo)，組成矩陣d，根據(jù)公式h＝dm(mm^t)^-1計(jì)算變換參數(shù)h，之后，根據(jù)計(jì)算的變換參數(shù)h對高分辨率影像中的其他數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)方法，根據(jù)同名角點(diǎn)坐標(biāo)確定變換參數(shù)，提高了高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的正確率。

圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖10所示，所述裝置包括：獲取模塊101、構(gòu)建模塊102、匹配模塊103和處理模塊104，其中：

獲取模塊101用于獲取與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段；構(gòu)建模塊102用于根據(jù)所述gis多邊形和所述提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，所述gis-影像二層圖包括所述gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和所述提取線段的鄰接關(guān)系；匹配模塊103用于根據(jù)所述gis-影像二層圖對所述提取線段重組，生成與所述gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓；處理模塊104用于根據(jù)所述建筑物輪廓和所述gis多邊形的同名點(diǎn)信息，計(jì)算所述高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。

具體地，獲取模塊101獲取gis數(shù)據(jù)中的gis多邊形和高分辨率影像的提取線段，然后獲取模塊101判斷哪些提取線段與gis多邊形相對應(yīng)，將gis多邊形和與gis多邊形相對應(yīng)的提取線段發(fā)送至構(gòu)建模塊102，構(gòu)建模塊102根據(jù)gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和提取線段的鄰接關(guān)系構(gòu)建gis-影像二層圖，然后將gis-影像二層圖發(fā)送至匹配模塊103，匹配模塊103根據(jù)gis-影像二層圖中的gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系指導(dǎo)高分辨率影像的提取線段重組，刪除不相關(guān)的提取線段，得到與gis多邊形相匹配的提取線段，根據(jù)gis-影像二層圖中的提取線段之間的鄰接關(guān)系對上述提取線段重組，構(gòu)成完整的建筑物輪廓，該建筑物輪廓與gis多邊形相匹配，之后將完整的建筑物輪廓發(fā)送至處理模塊104，處理模塊104將建筑物輪廓中的建筑物角點(diǎn)作為同名點(diǎn)，獲取建筑物輪廓上的角點(diǎn)信息，然后獲取與角點(diǎn)相匹配的gis多邊形角點(diǎn)的信息，將一組角點(diǎn)信息作為同名點(diǎn)信息，根據(jù)同名點(diǎn)信息計(jì)算高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置，其功能具體參照上述方法實(shí)施例，此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)裝置，根據(jù)gis多邊形和影像提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，根據(jù)gis-影像二層圖重組提取線段，獲取與gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓，根據(jù)匹配的建筑物角點(diǎn)作為同名點(diǎn)，計(jì)算高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)，結(jié)合了基于特征和基于目標(biāo)匹配的方法的優(yōu)點(diǎn)，解決了基于特征匹配的一對多問題，克服了基于目標(biāo)匹配目標(biāo)獲取難度大的問題，提高了高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的正確率和效率。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述獲取模塊包括：

計(jì)算單元，用于計(jì)算所述gis多邊形與所述提取線段的邊緣擬合度，根據(jù)所述邊緣擬合度確定所述提取線段的偏移量；

平移單元，用于根據(jù)所述偏移量逐個(gè)平移所述gis多邊形。

具體地，具體地，由于高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)的投影方式不同，使得地物在二者數(shù)據(jù)上存在一定程度的偏移和形變。計(jì)算單元計(jì)算每一次平移后高分辨率影像上的提取線段與gis多邊形邊緣的邊緣擬合度，邊緣擬合度可以用下述公式計(jì)算：其中，γ為邊緣擬合度，∑l1為與gis邊形相對應(yīng)的提取線段的長度之和，l2為多邊形的周長。然后計(jì)算單元比較計(jì)算得到的邊緣擬合度，符合預(yù)設(shè)規(guī)則的邊緣擬合程度所對應(yīng)的(δx，δy)即應(yīng)當(dāng)為地物在二者數(shù)據(jù)上的偏移量，之后將偏移量發(fā)送至平移單元，平移單元按照偏移量(δx，δy)平移gis多邊形。本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置，其功能具體參照上述方法實(shí)施例，此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)裝置，根據(jù)邊緣擬合度確定gis數(shù)據(jù)偏移量，根據(jù)偏移量逐個(gè)平移gis多邊形，減少了地物在高分辨影像和gis數(shù)據(jù)上的偏移，使由此獲取的與gis多邊形相對應(yīng)的提取線段更加合理，從而提高了高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的正確率。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述構(gòu)建模塊包括：

第一層圖構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述gis多邊形的邊緣線段和所述邊緣線段的鄰接關(guān)系構(gòu)建第一層圖；

第二層圖構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述提取線段和所述提取線段的鄰接關(guān)系構(gòu)建第二層圖；

二層圖構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述第一層圖和所述第二層圖構(gòu)建所述gis-影像二層圖。

具體地，第一層圖構(gòu)建單元獲取gis多邊形的邊緣線段和邊緣線段的鄰接關(guān)系，獲取提取線段和提取線段的鄰接關(guān)系。在二層圖的第一層圖中，每一條gis多邊形的邊緣線段用一個(gè)結(jié)點(diǎn)表示，相鄰的線段用邊連接，邊權(quán)值設(shè)為0。第二層圖構(gòu)建單元獲取高分辨率影像的提取線段和提取線段之間的鄰接關(guān)系，在第二層圖中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)代表一條高分辨率影像的提取線段，提取線段的鄰接關(guān)系也通過邊來存儲和表達(dá)，邊權(quán)值設(shè)置為鄰接線段的末端點(diǎn)到線段交點(diǎn)的距離之和。二層圖構(gòu)建單元將第一層圖和第二層圖以及gis邊緣線段與高分辨率影像的提取線段之間的對應(yīng)關(guān)系組合成二層圖結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置，其功能具體參照上述方法實(shí)施例，此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)裝置，通過gis-影像二層圖存儲gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和提取線段的鄰接關(guān)系，指導(dǎo)提取線段重組為完整的建筑物輪廓，進(jìn)一步提高了高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的正確率。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述匹配模塊包括：

初始匹配單元，用于對所述gis多邊形和所述提取線段進(jìn)行初始匹配，獲取初始匹配線段；

聚類合并單元，用于對所述初始匹配線段聚類合并，獲取第二匹配線段；

重組單元，用于根據(jù)所述gis-影像二層圖，對所述第二匹配線段重組，生成建筑物假設(shè)；

生成單元，用于根據(jù)所述建筑物假設(shè)生成完整的建筑物輪廓。

具體地，初始匹配單元利用直線段之間的幾何相似性對高分辨率影像的提取線段和gis多邊形的邊緣線段進(jìn)行初始匹配，得到提取線段和gis多邊形的初始匹配結(jié)果，將初始匹配的提取線段記為初始匹配線段；然后聚類合并單元對初始匹配線段進(jìn)行聚類，并對同一聚類中的初始匹配線段進(jìn)行合并，得到對初始匹配的高分辨率影像的提取線段聚類并合并后的結(jié)果，將聚類并合并后的初始匹配線段記為第二匹配線段；重組單元將第二匹配線段重組，構(gòu)成建筑物假設(shè)，線段重組過程以gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系作為依據(jù)和參照，獲得多個(gè)建筑物假設(shè)；生成單元評價(jià)每個(gè)建筑物假設(shè)，由此找到最佳的建筑物假設(shè)，得到最佳建筑物假設(shè)結(jié)果，然后連接最佳建筑物假設(shè)中不相連的提取線段，得到完整的建筑物輪廓。本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置，其功能具體參照上述方法實(shí)施例，此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)裝置，通過重組提取線段為完整的建筑物輪廓，解決了建筑物輪廓被遮擋的問題，進(jìn)一步提高了高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的正確率。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地，所述處理模塊包括：

第一矩陣計(jì)算單元，用于獲取所述建筑物輪廓的第一角點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)所述第一角點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算第一矩陣；

第二矩陣計(jì)算單元，用于獲取所述gis多邊形的第二角點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)所述第二角點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算第二矩陣；

參數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)下述公式計(jì)算所述變換參數(shù)：

h＝dm(mm^t)^-1

其中，h為所述變換參數(shù)，d為所述第二矩陣，m為所述第一矩陣。

具體地，第一矩陣計(jì)算單元獲取建筑物輪廓的第一角點(diǎn)坐標(biāo)，用表示建筑物輪廓上第n個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)，將建筑物輪廓上的角點(diǎn)坐標(biāo)構(gòu)成第一矩陣m，第二矩陣計(jì)算單元獲取gis多邊形的第二角點(diǎn)坐標(biāo)，用表示建筑物輪廓上第n個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)，將建筑物輪廓上的角點(diǎn)坐標(biāo)構(gòu)成第一矩陣d，參數(shù)計(jì)算單元根據(jù)公式h＝dm(mm^t)^-1計(jì)算h，其中h0，h1，h2，h3，h4和h5為二維放射變換參數(shù)。本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置，其功能具體參照上述方法實(shí)施例，此處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)裝置，根據(jù)同名角點(diǎn)坐標(biāo)確定變換參數(shù)，提高了高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的正確率。

圖11為本發(fā)明實(shí)施例提供的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖11所示，所述設(shè)備包括：處理器(processor)1101、存儲器(memory)1102和總線1103；

其中，處理器1101和存儲器1102通過所述總線1103完成相互間的通信；

處理器1101用于調(diào)用存儲器1102中的程序指令，以執(zhí)行上述各方法實(shí)施例所提供的方法，例如包括：獲取與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段；根據(jù)所述gis多邊形和所述提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，所述gis-影像二層圖包括所述gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和所述提取線段的鄰接關(guān)系；根據(jù)所述gis-影像二層圖對所述提取線段重組，生成與所述gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓；根據(jù)所述建筑物輪廓和所述gis多邊形的同名點(diǎn)信息，計(jì)算所述高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例公開一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲在非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令，當(dāng)所述程序指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行上述各方法實(shí)施例所提供的方法，例如包括：獲取與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段；根據(jù)所述gis多邊形和所述提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，所述gis-影像二層圖包括所述gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和所述提取線段的鄰接關(guān)系；根據(jù)所述gis-影像二層圖對所述提取線段重組，生成與所述gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓；根據(jù)所述建筑物輪廓和所述gis多邊形的同名點(diǎn)信息，計(jì)算所述高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述各方法實(shí)施例所提供的方法，例如包括：獲取與gis多邊形相對應(yīng)的高分辨率影像的提取線段；根據(jù)所述gis多邊形和所述提取線段構(gòu)建gis-影像二層圖，所述gis-影像二層圖包括所述gis多邊形的邊緣線段的鄰接關(guān)系和所述提取線段的鄰接關(guān)系；根據(jù)所述gis-影像二層圖對所述提取線段重組，生成與所述gis多邊形相匹配的完整的建筑物輪廓；根據(jù)所述建筑物輪廓和所述gis多邊形的同名點(diǎn)信息，計(jì)算所述高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)之間的變換參數(shù)。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

以上所描述的高分辨率影像與gis數(shù)據(jù)配準(zhǔn)設(shè)備等實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動的情況下，即可以理解并實(shí)施。

通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到各實(shí)施方式可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件?；谶@樣的理解，上述技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，如rom/ram、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的實(shí)施例的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明的實(shí)施例各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。