基于航空影像提取建筑物高度的探讨

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1、第23卷第4期黄河水利职业技术学院学报V01．23No．420l1年10月JournalofYellowRiverConservancyTechnicalInstitute0ct．2011基于航空影像提取建筑物高度的探讨唐红梅，何宽，王冬梅(黄河水利职业技术学院，河南开封475003)摘要：从航空影像中自动提取建筑物高度，是利用航空影像完成地物测绘的关键技术之一。针对含有大量建筑物信息的航空影像，研究了一种在图像边缘检测的基础上，基于Canny算子进行边缘检测和基于Hough变换提取直线信息的方法，并通过某建筑物的航空影像对该方法进行验证。关键词：航空影像

2、；建筑物信息；Canny算子；Hough变换；高度提取中图分类号：P23．5文献标识码：B文章编号：1008—486X(2011)o4—0020—030引言的幅值为零，其左右分别为一正一负两个峰，也就是摄影测量发展至今，经历了模拟、解析和数字说，边缘点对应于一阶微分幅度大的点，也对应于二摄影测量3个阶段f1_。如今，数字摄影测量正在国家阶微分的零交叉点。因此，利用梯度最大值或二阶基础建设中起着不可替代的作用，其主要产品航空导数的零点提取边界点，就成为一种寻找边缘的有影像的应用研究一直是研究的热点。从航空影像中力手段。自动提取人工地物是图像处理的一个基本内容

3、[21，1．2Ganny边缘检测算子它既是实现地物测绘的一个重要步骤，也是当前数常用的边缘检测算子可以分为如下几类：一阶字摄影测量迈向全自动化的一个瓶颈。梯度算子、零交叉算子、方向模板算子、拟合算子以建筑物是城市区域的一个重要特征，从城区环及Canny算子[51。本文利用Canny边缘检测算子检境中提取建筑物，在城市地图绘制、城市区域规划、测边缘。地理信息工程中有着广泛的应用l31。由于采用常规1986年JohnCanny在IEEE上发表了具有划方法(如Canny算子)提取出的影像边缘并不都是时代意义的文章《AComputationalApproachto

4、直线，无法利用影像上建筑物的垂直边缘计算建筑EdgeDetection)>(《一种边缘检测的计算方法》)这篇物的高度，还需要在提取边缘的基础上进一步提取文章承前启后，对过去的一些方法和应用做了小结。直线。本文主要针对含有大量建筑物信息的航空影在此基础上，提出了边缘检测的3条准则即著名的像，研究在边缘提取的基础上，采用Hough变换提Canny准则，并得到了一个较好的实用算法。取建筑物的直线信息。Canny给出了评价边缘检测性能优劣的3个指1边缘检测及Ganny边缘检测算子标【6I：(1)好的信噪比，即将非边缘点判为边缘点的1．1边缘及边缘检测概率要低，将边

5、缘点判为非边缘点的概率要低；(2)图像边缘是指其周围像素灰度有阶越变化或好的定位性能，即检测出的边缘点要尽可能在实际屋顶变化的那些像素的集合。它广泛存在于物体与边缘的中心；(3)对单一边缘要有唯一响应，即单个背景之间、物体与物体之间、基元与基元之间，也是边缘产生多个响应的概率要低，并且虚假边缘响应图像分割的重要特征l4I。寻找一种对噪声不敏感、定应得到最大抑制。Canny首次将上述判据用数学的位精确、不漏检真边缘，又不引入假边缘的检测方形式表示出来，然后采用最优化数值方法，得到了对法，始终是人们努力的目标。应给定边缘类型的最佳边缘检测模板。在一幅图像中，边

6、缘有方向和幅度两个特性。嘶)者exp(等)(1)沿边缘走向的灰度变化平缓，而垂直于边缘走向的灰度变化剧烈，这种变化可能是阶越形或斜坡形。在边缘上，灰度的一阶导数幅值较大，而二阶导数收稿日期：2011—01—14作者简介：唐红梅(1983一)，女，山东泰安人，助教，主要从事高校数字摄影测量与图像处理方面的教学与研究工作。唐红梅，等：基于航空影像提取建筑物高度的探讨2直线提取及Hough变换(1)进行边缘检测并二值化。2．1直线提取(2)在参数空间选择合适的P，p，，一。影像的边缘是影像的重要信息，对图像分析具(3)在合理的量化参数空间，即p]，[，有特殊的重

7、要意义。不过已经提取出的边缘并不都一问建立一个累加器A，，并置每个元素为零。是直线，为了利用影像上建筑物的垂直边缘计算建筑(4)对一给定的0值，在x—y平面的每一个边缘物的高度，还需要在提取边缘的基础上进一步提取直像素点应用Hough变换，利用公式(3)计算相应的P线。目前Hough变换在提取直线中应用较为广泛。值，并在相应的累加器中加1，A，)=A，)+1。本文主要针对建筑物的航空影像，研究用Canny算(5)重复步骤4，直到计算完所有的0值。子提取图像边缘，进而用Hough变换提取直线。(6)统计得到的累加表，找出对应图像平面共线2．2Hough变换点

8、在累加器中的局部极大值或最大值，这个值就是检Hough变换(Hou