近年来,随着国内外各类不同分辨率的遥感卫星发射日益增多,无论是从传感器的种类还是影像采集量都呈现出爆发式的增长。面对日益增多的遥感影像数据,各行业进行信息化提取的工作迎来了巨大的挑战,如何更好地进行信息提取技术日趋紧迫。
我们都知道,通过遥感摄影测量技术能够获取大量、大范围的地表信息资料。然而,在获得极其丰富信息的同时,如何能够从影像中快速而又准确地把有用的信息挖掘出来,尤其是在面对无人区、条件恶劣的区域又无法准确对地物进行分类的图斑(遥感影像分类后的图块)结果进行判读的情况下,成为了一大技术难题。
因此,如何采用多角度对多种传感器甚至是多平台之间获取的遥感影像数据进行信息提取和自动分类的要求变得愈发强烈,以弥补单一依靠人工目视判读的遥感影像信息分类的不足。而基于多角度遥感图像对目标进行三维空间信息提取正是其中的一种形式,通过这种方式能够快速筛查出错分的地物分类图斑。
针对上述情况,北京析跃科技的工程师们验证出了一种解决方案——通过使用eCognition软件做影像自动化信息提取和分类,很容易找到可用的数据信息,也能够快速获得想要的分类成果。而一旦这些成果数据未能完美展示出准确性,再好的成果也会大打折扣。因此,该公司经过多方比较验证,发现Blaze(火焰)系列产品和eCognition结合,可以很好的解决这个问题,能够发挥出影像与GIS成果数据的最大价值。从而实现遥感影像信息自动提取及多角度三维可视化图斑分类与筛查任务。
在常规的影像信息提取中,使用的基本都是二维图像进行信息提取,不论是水体、山体,还是建筑、城区,都是在二维图像上根据所需信息的大小、形状、阴影等属性进行信息提取。在提取过程中,也可能用到DEM数据增加信息提取时的数据源,这样可能会有更好的提取效果,但这只是把高程信息作为一个参数来限制某些条件,其信息没有得到充分的利用。如果是以三维的方式进行信息的提取结果判读,就能够更充分地利用这些信息。例如:根据地形,去确定某些不确定的图斑是不是水体,可以在三维环境中根据其所在的位置确定它是不是错分或是一块农田,根据其起伏来确定是不是建筑或者其他一些地物。如果在信息提取时加上了地形的信息,那么很多不确定的图斑就可根据地形信息来确定其具体的性质了。
以枸杞种植区域提取为例,利用eCognition强大的面向对象的影像分析技术提取枸杞种植区域图斑,再通过Blaze(火焰)产品利用其自带的DEM信息对图斑进行错误图斑的筛查并展示其成果,使用高分二号卫星影像数据作为数据源,影像包括3.2米空间分辨率的多光谱影像与0.8米的全色影像。eCognition能够把多光谱和全色波段加载到其中进行提取而不需要融合操作,节省了预处理时间,也避免了在融合过程中产生的光谱信息的损失。

图1: 提取区域的影像截图
利用eCognition软件面向对象的影像分析技术,根据枸杞与其他地物的不同光谱特性,提取出枸杞图斑,其他类别包括建成区、水体、裸土、林地、植被、耕地1、耕地2、其他等。

图2: 提取区域的成果截图
接下来,本文利用Blaze产品与DEM等高程数据对eCognition提取的矢量结果进行筛查,把不符合实际情况的提取图斑找出来,分类到正确的类别上。(以下为详细的演示视频)

图3: Blaze三维可视化影像分类结果效果

图4: Blaze三维可视化影像分类结果效果
据了解,Blaze(火焰)系列产品是由以色列Eternix公司研发,Eternix是地理空间可视化产品和解决方案的行业领导者。Blaze系列产品提供了全面的功能,从DEM分析工具到绘制高品质的立体3D场景。Eternix提供迎合GIS需求的多元化产品和解决方案,在速度和用户可访问性上都处于行业领先地位。Eternix的产品直观并有创新性,为用户提供一组动态的实时特征,使高品质GIS图像价值最大化。
界面简洁,易于操作
Blaze(火焰)系列产品没有复杂的界面,没有很多的按钮,没有繁琐的操作,能将成果信息完美呈现甚至有所升华,是产品展示的完美搭配。

图5: Blaze整体界面
不同数据产品的快速加载
Blaze(火焰)系列产品有独特的传输处理机制,能够瞬间打开多种格式(上百种格式)的地图文件,包括栅格文件、矢量图层、建筑模型等。另外,除了本地文件之外,也可以同时访问互联网上的数据资源(如Bingmap),将其作为背景底图,使得数据展示更加宏观完整。

图6: Blaze批量加载数据
一个窗口搞定所有数据
Blaze(火焰)系列产品将所有的内容都融合进一个视图窗口中,不论是栅格文件、矢量图层、DEM、视频文件、3D模型等,都在同一个界面中完美展现,并且几乎无限制文件数量。

图7: eCognition提取的图斑分类结果图层无缝链接
支持自动重投影
Blaze(火焰)系列产品包含有3500多个预定义的参考系统,支持自定义WKT文件投影与EPSG编码以及几乎所有主流的投影模型,能够把有不同投影坐标系的数据自动重投影到一个标准的坐标系中,而无需转换格式。
实时的3D构建与分析
Blaze(火焰)系列产品能够对未经任何预处理的标准地理图像进行实时三维可视化,将任意格式的矢量或栅格图像覆盖到DEM上,准确地以3D的形式表示地形地貌,而无需转换。

图8 构建路径
灵活的扩展包
除了基础的功能外,扩展包的加入极大地增强了产品的灵活性。
City扩展包,可以在地理环境中加载数以千计的3D纹理模型,实现3D虚拟显示的效果;

图9: 打开详细的3D纹理模型
Stereo扩展包,能够使用红绿眼镜或NVIDIA立体视觉查看数据,实现立体视觉效果;
Video扩展包,用来在地理空间场景中添加视频文件;

图10 视频放到地理空间场景中
Extrusion扩展包,支持将矢量图层挤压生成3D模型;
Point-Cloud扩展包,查看和分析点云数据,数量不受限制;

图11 地形与点云
Publisher扩展包,提供发布与共享到word、PDF、3Dpdf、视频、地图等;
更多详细内容,请登录公司网址www.cellyue.com 与微信公众号“遥感图像分析与应用”
北京析跃科技有限公司(Beijing Cellyue Tech.Co.,Ltd.)是以色列Eternix中国区独家授权的产品经销商。美国Pitney bowes(必能宝)中国技术服务商,eCognition软件产品及技术服务解决方案服务商。析跃科技提供基于图像自动分析和深入应用的软件开发服务,包括提供智能化图像信息提取服务、海量数据分析技术服务、遥感图像应用解决方案,并创建了基于遥感图像在线多元化行业应用平台。

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