(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210540282.9 (22)申请日 2022.05.17 (71)申请人 重庆市地理信息和遥感应用中心 地址 401120 重庆市渝北区龙山 街道龙山 大道339号 (72)发明人 丁忆　敖影　罗鼎　胡艳　李朋龙　 马泽忠　李晓龙　肖禾　刘金龙　 段松江　王小攀　连蓉　李晓　 曾攀　殷明　 (74)专利代理 机构 重庆飞思明珠专利代理事务 所(普通合伙) 50228 专利代理师 艾铭伟 (51)Int.Cl. G06V 20/10(2022.01) G06V 10/25(2022.01)G06V 10/44(2022.01) G06V 10/56(2022.01) G06V 10/48(2022.01) G06V 10/54(2022.01) G06V 10/74(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 基于区域定位和局部特征匹配的楼顶加盖 违建识别方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于区域定位和局部特 征匹配的楼顶加盖违建识别方法， 包括利用已有 的建筑物基底矢量数据， 对建筑物进行编码， 并 在前后两期影像上分别定位同一建筑物的楼顶 区域； 对定位的两期影像同一建筑物楼顶区域进 行局部特征提取； 基于提取的特征信息， 分别构 建前后期正射影像 建筑物顶部区域特征向量， 并 计算两个特征向量之间的相似性测度； 将计算得 出的相似性测度作为变化阈值， 提取出变化的建 筑物楼顶区域， 识别出楼顶加盖型违 法建筑影像 等步骤。 其显著效果是： 能够精确检测屋顶加盖 型违法建筑， 为该类违 法建筑的行政 执法提供了 有力支撑 。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114821334 A 2022.07.29 CN 114821334 A 1.一种基于区域定位和局部特征匹配的楼顶加盖违建识别方法， 其特征在于包括如下 步骤： 步骤1： 利用已有的建筑物基底矢量数据， 对建筑物进行编码， 并在前后两期影像上分 别定位同一建筑物的楼 顶区域； 步骤2： 对步骤1定位的两期影 像同一建筑物 楼顶区域进行局部特 征提取； 步骤3： 基于步骤2提取的特征信息， 分别构建前后期正射影像建筑物顶部区域特征向 量， 并计算两个特 征向量之间的相似性测度； 步骤4： 将步骤3计算得出的相似性测度与变化阈值进行比较， 提取出变化的建筑物楼 顶区域， 识别出楼 顶加盖型违法建筑影 像。 2.根据权利要求1所述的基于区域定位和局部特征匹配的楼顶加盖违建识别方法， 其 特征在于： 步骤1中建筑物的楼 顶区域定位 步骤如下： 步骤1.1： 利用高斯拉普拉斯 算子对高分辨 率影像进行边 缘检测， 提取初始边 缘； 步骤1.2： 对提取的影 像的初始边 缘进行概 率霍夫变换直线检测， 得到拟合的线段集； 步骤1.3： 基于提取的影像的初始边缘与拟合的线段集， 使用Harris角点检测算法检测 角点， 作为建筑物屋顶矢量顶点的候选点 集； 步骤1.4： 为每一块建筑物基底矢量图斑编码， 并在其搜索窗口内通过方向约束和角点 约束进行匹配测度计算， 从而检测对应的建筑物屋顶区域 位置。 3.根据权利要求2所述的基于区域定位和局部特征匹配的楼顶加盖违建识别方法， 其 特征在于： 步骤1.4中所述方向约束是建筑物轮廓矢量缓冲区内的边缘直线与轮廓矢量直 线的余弦相似度绝对值， 所述角点约束包括建筑物轮廓矢量顶点S与轮廓矢量缓冲区内的 角点D的欧式距离最小， 以及顶点S的k ×k领域内即轮廓缓冲区的每个角上的k ×k矩形内的 梯度与轮廓角点梯度模板的匹配度。 4.根据权利要求2或3所述的基于区域定位和局部特征匹配的楼顶加盖违建识别方法， 其特征在于： 步骤1.4中所述匹配策度计算是将方向约束与角点约束分别归一化处理后加 权计算的和， 计算公式如下： G(x， y)＝w1Icos+w2Ic， 其中， G(x,y)为轮廓中心点落在(x， y)上时的匹配度的测算值， w1、 w2为经验权值， Icos为缓 冲区内所有n条边缘直线和轮廓矢量直线的余弦相似度绝对 值的平均值， Ic为角点的梯度值与角点梯度模板匹配度的平均值。 5.根据权利要求1所述的基于区域定位和局部特征匹配的楼顶加盖违建识别方法， 其 特征在于： 步骤2中对同一建筑物在两期影 像上的屋顶区域 提取局部特 征的具体过程 为： 步骤2.1： 对确定 了屋顶区域的前后期原 始影像进行图像预处 理； 步骤2.2： 采用SL IC算法对经 过预处理的图像进行超像素分割； 步骤2.3： 对 超像素分割后的图像进行 特征提取。 6.根据权利要求5所述的基于区域定位和局部特征匹配的楼顶加盖违建识别方法， 其 特征在于： 步骤2.3中提取的特 征包括光谱特征、 纹理特征以及方向梯度直方图。 7.根据权利要求6所述的基于区域定位和局部特征匹配的楼顶加盖违建识别方法， 其 特征在于： 所述方向梯度直方图的获得步骤如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114821334 A 2步骤A1： 将图像分成若干小的连通区域； 步骤A2： 采集各 连通区域中各像素点的梯度的或边 缘的方向直方图； 步骤A3： 将获得的方向直方图构成方向梯度直方图。 8.根据权利要求1所述的基于区域定位和局部特征匹配的楼顶加盖违建识别方法， 其 特征在于： 步骤3中所述相似性测度的计算公式为： 其中， 为后期影像特征向量 与前期影像特征向量 之间的相似性 测度值， 为光谱特征 LBP特征 方向梯度特征 组合成的特 征空间向量。 9.根据权利要求1所述的基于区域定位和局部特征匹配的楼顶加盖违建识别方法， 其 特征在于： 步骤4中利用相似性测度作为变化阈值提取出变化的建筑物楼顶 区域的具体步 骤为： 利用步骤3中相似性测度值， 利用不同相似性测度值作为变化阈值的情况下各楼顶区 域超像素的变化情况； 通过调整合适的变化阈值， 得到变化的建筑物屋顶区域， 从而识别出楼顶加盖型违法 建筑。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114821334 A 3