大规模遥感影像信息提取如何提升效率、保证精度？

candy33 · 发表于 2023-1-6 09:39

2022年12月15日，我国成功发射遥感三十六号卫星，时隔不久，12月27日，“华水一号”卫星、“沃福曼号”卫星、“海河一号”卫星、“吉林一号”高分03D34星、“吉林一号”MF02A03~04星等6颗卫星顺利举行了出征仪式，同日，高分十一号04星发射成功。我国遥感卫星行业在蓬勃发展，为人们认识观测地球提供了“上帝视角”，遥感卫星影像数据也在不断赋能各行各业。

长期以来，遥感数据处理量大、提取信息难，成为卫星遥感行业破圈发展面临的难题。面对分辨率越来越高、数据量越来越大的遥感影像，传统的目视解译显然已经无法满足遥感解译工作高效率、高精度、大范围的需求，而计算机全自动遥感影像解译高分辨率遥感影像时，由于信息量过于丰富和各种细节及差异，造成解译结果或难以达到高准确率，或需要太多的人工编辑。

为了有效解决遥感解译工作大规模、高精度、高效率的需求，mapgis提供遥感影像半自动提取工具，2022年9月发布的新一代全空间智能GIS平台MapGIS 10.6中，我们针对该工具进行升级，增强大片自然地物（林地、水域等）和矩形、直角多边形、内部光谱异质性复杂的直角建筑物屋顶提取功能，提升渐进式增长提取和消减效率，并可在已提取结果上继续交互进行补充合并以提取到完整轮廓，提高了遥感解译生产效率。

大片自然地物提取

建筑物快速提取

对于高分辨率图像来说，直接对图像建图求解会造成巨大的内存和计算开销，难以实现实时反馈。MapGIS快速选择工具采用优化的图分割算法，极大减少图节点个数，降低计算时间，适用于内部纹理一致，边缘清晰的目标地物提取。工具支持渐进式提取，即边标记选择边提取结果，提供左键增长和右键消减功能，操作便捷。

按下鼠标左键并向未知区域拖动，可实现渐进式的快速提取。当“○”部分超出已绘制的轮廓时，轮廓会跟随鼠标的移动进行目标区域扩张。

左键增长示意图

按下鼠标右键并向已有目标区域拖动，可实现渐进式的区域消减，指哪删哪。当“○”靠近已绘制的轮廓时，轮廓会跟随鼠标的移动进行消减，从而实现区域轮廓的修正。

快速选择工具消减示意图

针对栅格图像中具有明显边界信息的地物，MapGIS边缘吸附工具采用交互式的图像分割与合成算法，通过简单的操作以及少量的交互，即可快速提取边缘明显的目标地物。采集过程中，鼠标沿着目标地物边缘移动，工具会自动吸附在边缘，点击左键，则保存该段吸附边缘结果。

左图黄色线为新增吸附的边缘，右图为边缘吸附工具最终提取结果

据前瞻产业研究院数据，2012-2019年，中国遥感卫星行业市场规模由40.83亿元上升至75.50亿元人民币，复合增长率达9.1%。有机构预计到2023年，我国的卫星遥感市场规模将达105亿元。与之对应的是，近年来国家频频出台相关政策，大力鼓励卫星遥感事业的发展，驱动地理信息产业数据采集方式的升级。随着MapGIS遥感影像半自动提取等GIS技术的发展，进一步提升解译准确度与速度，将推动遥感卫星影像数据在自然资源、生态环境、农业、水利、气象、海洋、交通等各领域愈发深入的应用，为我国地理信息产业高质量发展带来新活力。