本發(fā)明涉及圖像處理的技術領域，尤其涉及一種監(jiān)測港口的油品及液體化工品堆場的方法，以及監(jiān)測港口的油品及液體化工品堆場的系統(tǒng)。

背景技術：

港口作為海上運輸?shù)闹匾M成部分，已經越來越受到人們的重視，成為交通規(guī)劃的一個關鍵研究方向。而港口的規(guī)劃建設，需要獲取港口的各種地物及其位置。港口的油品及液體化工品堆場的監(jiān)測是一個非常重要的項目，值得投入大量的研發(fā)力量。

但是，目前還沒有專門的方法針對港口的油品及液體化工品堆場的監(jiān)測。已有的方法在監(jiān)測時，并沒有根據數(shù)據的特點和港口的油品及液體化工品堆場的特點，因此圖像提取不準確，處理效率低。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明要解決的技術問題是提供了一種監(jiān)測港口的油品及液體化工品堆場的方法，其根據數(shù)據的特點和港口的油品及液體化工品堆場的特點，圖像提取準確，處理效率高。

本發(fā)明的技術方案是：這種監(jiān)測港口的油品及液體化工品堆場的方法，該方法包括以下步驟：

(1)對遙感影像的一個波段使用lee sigma邊緣提取算法，該算法使用一個特定的邊緣濾波器，從原始影像中創(chuàng)建兩個獨立的邊緣影像：一個亮邊緣影像和一個暗邊緣影像；

(2)把所述亮邊緣影像和暗邊緣影像與遙感影像一起參與多尺度分割，得到影像對象；

(3)在得到的影像對象中，把離不包含裝卸設備的泊位一定距離的對象分類為類別A；

(4)使用全色波段的標準差特征，把類別A中的標準差較小的對象剔出出來，使得類別A中的對象有較大的標準差，再使用亮度均值特征把類別A中的較暗對象剔出出來，使得類別A中的對象都是高亮的；

(5)使用橢圓擬合特征，把類別A和其他類別中，那些一個對象代表一個油罐的對象分類為B類別；

(6)使用亮度均值特征把類別B中的亮度值較小的對象剔出出來；

(7)合并B類別，使用面積和長寬比等大小范圍特征限定類別B中的對象大小，把面積較大或較小以及長寬比較大的對象從類別B的對象中剔出出去，從而得到油罐類別；

(8)對類別A進行小尺度的重新分割，使得每個對象能夠表達一個獨立的油罐；

(9)用亮邊緣影像強度均值特征進行提取，以便把大部分背景地物從類別A的對象中剔出出去；而另一小部分背景地物使用緊致度特征來區(qū)分；

(10)合并A類別，使用面積和長寬比等特征限制A類別的對象大小，把面積較大或較小以及長寬比較大的對象從類別A的對象中剔出出去，從而得到油罐類別。

本發(fā)明要提取的油品及液體化工品堆場指的是已經建成的亮度較高的油罐，其在遙感影像中表現(xiàn)為亮白色調，呈圓形或橢圓形。在提取過程中本發(fā)明使用亮度均值、全色波段的標準差、橢圓擬合、亮邊緣影像強度均值、面積、長寬比等特征，因此本發(fā)明根據數(shù)據的特點和港口的油品及液體化工品堆場的特點，圖像提取準確，處理效率高。

還提供了一種監(jiān)測港口的油品及液體化工品堆場的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

lee sigma邊緣提取算法模塊，其配置來對遙感影像的一個波段使用lee sigma邊緣提取算法，該算法使用一個特定的邊緣濾波器，從原始影像中創(chuàng)建兩個獨立的邊緣影像：一個亮邊緣影像和一個暗邊緣影像；

多尺度分割算法模塊，其配置來把所述亮邊緣影像和暗邊緣影像與遙感影像一起參與多尺度分割，得到影像對象；

第一分類模塊，其配置來在得到的影像對象中，把離不包含裝卸設備的泊位一定距離的對象分類為類別A；

第二分類模塊，其配置來使用全色波段的標準差特征，把類別A中的標準差較小的對象剔出出來，使得類別A中的對象有較大的標準差，再使用亮度均值特征把類別A中的較暗對象剔出出來，使得類別A中的對象都是高亮的；

第三分類模塊，其配置來使用橢圓擬合特征，把類別A和其他類別中，那些一個對象代表一個油罐的對象分類為B類別；

第四分類模塊，其配置來使用亮度均值特征把類別B中的亮度值較小的對象剔出出來；

第一合并模塊，其配置來合并B類別，使用面積和長寬比等大小范圍特征限定類別B中的對象大小，把面積較大或較小以及長寬比較大的對象從類別B的對象中剔出出去，從而得到油罐類別；

第五分類模塊，其配置來對類別A進行小尺度的重新分割，使得每個對象能夠表達一個獨立的油罐；

第六分類模塊，其配置來用亮邊緣影像強度均值特征進行提取，以便把大部分背景地物從類別A的對象中剔出出去；而另一小部分背景地物使用緊致度特征來區(qū)分；

第二合并模塊，其配置來合并A類別，使用面積和長寬比等特征限制A類別的對象大小，把面積較大或較小以及長寬比較大的對象從類別A的對象中剔出出去，從而得到油罐類別。

附圖說明

圖1所示為根據本發(fā)明的監(jiān)測港口的油品及液體化工品堆場的方法的流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，這種監(jiān)測港口的油品及液體化工品堆場的方法，該方法包括以下步驟：

(1)對遙感影像的一個波段使用lee sigma邊緣提取算法，該算法使用一個特定的邊緣濾波器，從原始影像中創(chuàng)建兩個獨立的邊緣影像：一個亮邊緣影像和一個暗邊緣影像；

(2)把所述亮邊緣影像和暗邊緣影像與遙感影像一起參與多尺度分割，得到影像對象；

(3)在得到的影像對象中，把離不包含裝卸設備的泊位一定距離的對象分類為類別A；

(4)使用全色波段的標準差特征，把類別A中的標準差較小的對象剔出出來，使得類別A中的對象有較大的標準差，再使用亮度均值特征把類別A中的較暗對象剔出出來，使得類別A中的對象都是高亮的；

(5)使用橢圓擬合特征，把類別A和其他類別中，那些一個對象代表一個油罐的對象分類為B類別；

(6)使用亮度均值特征把類別B中的亮度值較小的對象剔出出來；

(7)合并B類別，使用面積和長寬比等大小范圍特征限定類別B中的對象大小，把面積較大或較小以及長寬比較大的對象從類別B的對象中剔出出去，從而得到油罐類別；

(8)對類別A進行小尺度的重新分割，使得每個對象能夠表達一個獨立的油罐；

(9)用亮邊緣影像強度均值特征進行提取，以便把大部分背景地物從類別A的對象中剔出出去；而另一小部分背景地物使用緊致度特征來區(qū)分；

(10)合并A類別，使用面積和長寬比等特征限制A類別的對象大小，把面積較大或較小以及長寬比較大的對象從類別A的對象中剔出出去，從而得到油罐類別。

本發(fā)明要提取的油品及液體化工品堆場指的是已經建成的亮度較高的油罐，其在遙感影像中表現(xiàn)為亮白色調，呈圓形或橢圓形。在提取過程中本發(fā)明使用亮度均值、全色波段的標準差、橢圓擬合、亮邊緣影像強度均值、面積、長寬比等特征，因此本發(fā)明根據數(shù)據的特點和港口的油品及液體化工品堆場的特點，圖像提取準確，處理效率高。

另外，所述步驟(4)中，

標準差是從構成一個影像對象的所有像元的影像層強度值中計算出來的，根據公式(1)計算

取值范圍是

其中，σ_k(v)是構成一個影像對象v的所有像元在影像層k中的強度值標準差，P_v是一個影像對象v的像元集合，#P_v是在P_v中包含的像元總數(shù)，(x,y,z,t)是像元坐標，c_k(x,y,z,t)是像元(x,y,z,t)的影像層強度值，是影像層k的數(shù)據范圍，

另外，所述步驟(5)中，

橢圓擬合特征是一個影像對象與其有相似大小和比例的橢圓的擬合程度；橢圓擬合根據公式(2)計算

取值范圍是[0，1] (2)

其中，ε_v(x,y)是一個像元(x,y)的橢圓距離，P_v是一個影像對象v的像元集合，#P_v是在P_v中包含的像元總數(shù)。

另外，所述步驟(7)中，長寬比的閾值設置為2。

另外，所述步驟(8)中，尺度設置為20。

另外，所述步驟(9)中，亮邊緣影像強度均值閾值設置為1，而緊致度閾值設置為2。

更進一步地，ArcGIS產品線為用戶提供一個可伸縮的、全面的GIS平臺。ArcObjects包含了大量的可編程組件，從細粒度的對象(例如單個的幾何對象)到粗粒度的對象(例如與現(xiàn)有ArcMap文檔交互的地圖對象)涉及面極廣，這些對象為開發(fā)者集成了全面的GIS功能。每一個使用ArcObjects建成的ArcGIS產品都為開發(fā)者提供了一個應用開發(fā)的容器，包括桌面GIS(ArcGIS Desktop)，嵌入式GIS(ArcGIS Engine)以及服務GIS(ArcGIS Server)。

常規(guī)的含有GIS空間的業(yè)務數(shù)據(主要是目前流行的ArcGIS數(shù)據格式)在進行數(shù)據維護編輯時(主要是增刪改查)，目前主要有兩種方式進行空間及屬性數(shù)據的統(tǒng)一管理控制：

一、地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System或Geo－Information system，GIS)有時又稱為“地學信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數(shù)據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)。

二、所謂MIS(管理信息系統(tǒng)--MANAGEMENT INFORMATION SYSTEM)系統(tǒng)，主要指的是進行日常事務操作的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要用于管理需要的記錄，并對記錄數(shù)據進行相關處理，將處理的信息及時反映給管理者的一套網絡管理系統(tǒng)。

開發(fā)網站的過程中，如果以傳統(tǒng)MIS開發(fā)方式進行相關服務及接口的設計工作，在設計上由于不對GIS數(shù)據的特殊性多加考慮，往往在開發(fā)實現(xiàn)過程中會在調用MIS組件的同時調用GIS組件，針對同一對象的操作往往同時將會脫離出事務機制的控制。對最終數(shù)據造成不可預知的隱患。

因此，本發(fā)明還提供了基于監(jiān)測港口的油品及液體化工品堆場的方法的一種兼容ArcGIS的空間及屬性數(shù)據的統(tǒng)一控制方法，其包括數(shù)據庫層面、數(shù)據訪問層面、前端展示層面；

在數(shù)據庫層面，針對具備空間數(shù)據的實體，在增加自定義空間類別的同時，增添字符類型的WKT字段，該字段作為自定義空間類別字段的WKT形式的冗余；針對數(shù)據信息的創(chuàng)建，通過編寫存儲過程在包含WKT字段的記錄執(zhí)行創(chuàng)建時，執(zhí)行WKT與自定義類別數(shù)據的同步工作；針對編輯更新操作，通過編寫存儲過程對自定義類別數(shù)據字段進行同步更新；針對刪除操作，通過數(shù)據庫自有功能進行刪除；針對查詢操作，分為空間查詢、屬性查詢、空間屬性混合查詢三種形式，其中屬性查詢是非空間字段的條件查詢；

在數(shù)據訪問層面，通過原生SQL或ORM方式進行數(shù)據庫操作；

在前端展示層面，將用戶繪制的圖形轉換為WKT形式的字符串傳遞到數(shù)據庫。

該方法統(tǒng)一數(shù)據庫設計，綜合考慮GIS與MIS數(shù)據存儲，在一定要求的前提下以成熟的傳統(tǒng)的方式進行數(shù)據庫設計工作，因此能夠避免GIS與MIS數(shù)據設計分離的現(xiàn)象；本發(fā)明統(tǒng)一數(shù)據庫訪問及操作機制，兼容流行的SQL及ORM訪問操作方式，因此支持事務等數(shù)據庫所有特性；本發(fā)明在進行業(yè)務數(shù)據操作的同時，可以業(yè)務事件等方式進行相關業(yè)務事件觸發(fā)，因此增強GIS業(yè)務操作業(yè)務復雜度，靈活度高；本發(fā)明在開發(fā)過程中，只需要普通的MIS開發(fā)人員在較少的GIS業(yè)務知識背景下即可進行GIS及MIS&GIS混合等方式的GIS系統(tǒng)的開發(fā)，系統(tǒng)框架無GIS組件及版本依賴；本發(fā)明所產生的數(shù)據產品與ArcGIS軟件產品兼容，因此可通過ArcGIS軟件進行數(shù)據再次編輯維護、服務發(fā)布等工作。

本領域普通技術人員可以理解，實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，包括上述實施例方法的各步驟，而所述的存儲介質可以是：ROM/RAM、磁碟、光盤、存儲卡等。因此，與本發(fā)明的方法相對應的，本發(fā)明還同時包括一種監(jiān)測港口的油品及液體化工品堆場的系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常以與方法各步驟相對應的功能模塊的形式表示。使用該方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

lee sigma邊緣提取算法模塊，其配置來對遙感影像的一個波段使用lee sigma邊緣提取算法，該算法使用一個特定的邊緣濾波器，從原始影像中創(chuàng)建兩個獨立的邊緣影像：一個亮邊緣影像和一個暗邊緣影像；

多尺度分割算法模塊，其配置來把所述亮邊緣影像和暗邊緣影像與遙感影像一起參與多尺度分割，得到影像對象；

第一分類模塊，其配置來在得到的影像對象中，把離不包含裝卸設備的泊位一定距離的對象分類為類別A；

第二分類模塊，其配置來使用全色波段的標準差特征，把類別A中的標準差較小的對象剔出出來，使得類別A中的對象有較大的標準差，再使用亮度均值特征把類別A中的較暗對象剔出出來，使得類別A中的對象都是高亮的；

第三分類模塊，其配置來使用橢圓擬合特征，把類別A和其他類別中，那些一個對象代表一個油罐的對象分類為B類別；

第四分類模塊，其配置來使用亮度均值特征把類別B中的亮度值較小的對象剔出出來；

第一合并模塊，其配置來合并B類別，使用面積和長寬比等大小范圍特征限定類別B中的對象大小，把面積較大或較小以及長寬比較大的對象從類別B的對象中剔出出去，從而得到油罐類別；

第五分類模塊，其配置來對類別A進行小尺度的重新分割，使得每個對象能夠表達一個獨立的油罐；

第六分類模塊，其配置來用亮邊緣影像強度均值特征進行提取，以便把大部分背景地物從類別A的對象中剔出出去；而另一小部分背景地物使用緊致度特征來區(qū)分；

第二合并模塊，其配置來合并A類別，使用面積和長寬比等特征限制A類別的對象大小，把面積較大或較小以及長寬比較大的對象從類別A的對象中剔出出去，從而得到油罐類別。

另外，所述第一合并模塊中，長寬比的閾值設置為2。

另外，所述第五分類模塊中，尺度設置為20。

另外，所述第六分類模塊中，亮邊緣影像強度均值閾值設置為1，而緊致度閾值設置為2。

還提供了基于監(jiān)測港口的油品及液體化工品堆場的方法的一種兼容ArcGIS的空間及屬性數(shù)據的統(tǒng)一控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

數(shù)據庫，其配置來針對具備空間數(shù)據的實體，在增加自定義空間類別的同時，增添字符類型的WKT字段，該字段作為自定義空間類別字段的WKT形式的冗余；針對數(shù)據信息的創(chuàng)建，通過編寫存儲過程在包含WKT字段的記錄執(zhí)行創(chuàng)建時，執(zhí)行WKT與自定義類別數(shù)據的同步工作；

針對編輯更新操作，通過編寫存儲過程對自定義類別數(shù)據字段進行同步更新；針對刪除操作，通過數(shù)據庫自有功能進行刪除；針對查詢操作，分為空間查詢、屬性查詢、空間屬性混合查詢三種形式，其中屬性查詢是非空間字段的條件查詢；

數(shù)據訪問模塊，其配置來通過原生SQL或ORM方式進行數(shù)據庫操作；

前端展示模塊，其配置來將用戶繪制的圖形轉換為WKT形式的字符串傳遞到數(shù)據庫。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術方案的保護范圍。