本发明涉及遥感影像处理技术领域，具体涉及一种低空遥感影像中特种车辆提取方法。
背景技术：
在高分辨率的航空遥感影像应用中，对特种车辆实体的提取显得尤为重要，而传统的遥感影像提取方法对于小范围实体的提取方法研究较少，对于遥感影像的分辨率要求较高，提取的精度也有待提高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供是一种一种低空遥感影像中特种车辆提取方法，对现有提取的方法改进，为航空遥感影像中应用提供更为准确的解决方案。
本发明的技术方案如下：
一种低空遥感影像中特种车辆提取方法，其特征在于：
(1)根据特种车辆和普通车辆的时相特征不同，将电磁波普和空间特征分布作为二者的区分特征；
(2)确定车辆所在的区域：选择合适的阈值范围，首先将大幅影像中的自然景观分离出来；应用小尺度分割将其中特征明显的建筑用地提取出来；其次根据道路具有延续性、连续性、形态相似的特征，结合光谱反射率进行人文景观的区分；
(3)车辆提取：根据车辆可能出现的区域，根据车辆的电磁波谱特征、空间分布特征和时相性特征，运用ENVI的FX模块进行车辆提取；
(4)基于分类结果的特种车辆再提取：车辆提取完毕以后，以波普反射率上的区别作为依据判别进行特种车辆的再提取。
本发明解决了在航空影像中判别特种车辆的办法。提出了从普通车辆中提取特种车辆的具体策略。由于特种车辆的多样性，判别的精度存在一定误差。提取的流程还是需要少量的人工干预，不能实现全自动提取。但本发明为航空影像的具体应用提供了可行性方法，在时效性和清晰度允许的情况下，为航空影像作为先进的侦察手段提供了参考性意见。
具体实施方式
(1)确定特种车辆与普通车辆的区别与联系：
特种车辆与普通车辆提取相似，但又有其特殊点，判别方法在传统提取方法上有了更进步的发展。相同点是目标形态相似，不同点是颜色，跟普通车辆相比，通过颜色来判别的准确性较低，除此以外特种车辆除了在道路上行进以外，还可以直接在草地、未利用地等类型的地表运动，所以在道路上的提取与车辆相似，但地表上的目标需要另外进行处理。提取流程大致是首先通过传统方法对航空影像进行分类提取，然后对特种车辆可能出现的区域进行重点提取，结合特定的颜色和纹理，分步进行再次提取，最后达到较好的提取效果，达到分离出航空遥感影像中武器装备的目的。
近些年来，针对遥感影像车辆提取的研究有很多，但是由于对于特种车辆的提取对于影像的时效性和质量有较高的要求，所以相关的研究较少。对于车辆的提取大多建立在提取道路信息的基础上进行，针对道路光谱颜色和车辆的不同，通过车辆的电子波谱特征、空间分布特征和时相特征，对遥感影像上的车辆进行提取。
地面上的特种车辆等与普通车辆的区别在于以下三方面。
第一，在电磁波谱特征方面，由于普通车辆和特种车辆材质同属金属类，车辆外壳绝大部分是金属材料，钢板、碳纤维、铝、强化塑料等，特种车辆多为复合型钢板，所以对电磁波普的反射能力是相似的。但是由于普通车辆的颜色多种多样，所以在颜色方面的不同是造成电磁波谱特征不同最大的原因，只能参照相近颜色的深色车辆反射率。
第二，空间分布特征方面，普通车辆多在道路上行驶或者在停车场停靠。在道路上行驶的车辆，车头方向大都与道路方向平行，在停车场停放的车辆也多为有规则有方向性的停靠，而特种车辆除了在道路上行驶，在停车场停放以外，还有较大可能在草地，未利用地等类型的土地上行驶，除了林地、水域、建筑物等之外的类型的土地都有可能出现特种车辆。在几何形状上，都是由车头车尾车身三个矩形组成，两边略低中间高，特种车辆有可能是统一高度或者也是三段式，车头车身车尾组成，在分辨率0.5米的影像上有可能看得到。
第三，在时相特征方面，不同的时间获得的影像上会有车顶、车窗反光的现象发生，产生曝光过度的图斑。同时影像一般选取太阳光照射强的时候进行拍摄，同普通车辆一样，特种车辆也有较重的阴影，并且多以四边形为主的阴影特点，增强特征提取点。
综上所述，普通车辆与特种车辆的区别主要在于时相特征方面，所以电磁波普方面和空间特征分布的方面，可以部分参考提取普通车辆的方法。
(2)面向对象的多尺度基础用地类型分割：
面向对象的遥感影像分割是指针对不同的尺度下对地物目标与空间格局进行分割。针对高分辨率航空影像中含有丰富的地物信息的特点，进行分层分步的分割更有利于实验结果。 不同尺度下，选择不同的算法进行分割。
本发明在大尺度上选用基于规则的面向对象分割方法，选择合适的阈值范围将自然景观首先从大幅影像中分离出来，由于试验区域地形单一和自然景观、人文景观有明显分界的特点，选择简单的阈值范围和合并尺度，能够达到最高效、最使捷的目的。自然景观只有草原和水域，从而两类用地确定出来。
将人文景观界限确定好之后，应用小尺度分割将其中特征明显的建筑用地首先提取出来，根据其特殊的光谱反射率，几何及结构特征，进行提取。其次进行道路提取，根据道路具有延续性、连续性、形态相似等特征，结合光谱反射率进行基于边缘的特征提取。将建筑用地和道路提取完毕以后，人文景观中剩下的就是绿地。
(3)车辆提取：
基础分类完成以后，进行分析，总结出车辆只可能出现在自然景观中的草地和人文景观中的道路以及绿地中。在自然景观的草地和人文景观的道路出现的时候，车辆主要是以行驶状态出现，其空间分布主要是以组队或者零散个体出现，而在人文景观的绿地上出现的时候，则多半是停靠状态，空间分布多为并排停靠或者多数成组出现。
根据车辆可能出现的区域根据车辆的电磁波谱特征、空间分布特征和时相性特征进行提取。针对不同的用地类型中的表现形式，选取不同的方法进行提取。本发明运用ENVI的FX模块进行提取。
(4)基于分类结果的特种车辆再提取：
车辆提取完毕以后，进行特种车辆的提取，在发明以在波普反射率上的区别可以作为依据判别。
特种车辆一般不单独行动，至少是三辆以上的成组活动，所以无论是在在行驶状态下或者停靠状态下都是成组出现。
在草原上，由于特种车辆体积和重量都较大，在行驶过程中，车辆尾随的扬尘较高，在影像上可以清晰的显现出来，所以在对行驶车辆提取的时候，此项作为重要特征区别普通车辆与特种车辆。
将提取的特种车辆分类，可判别出行驶和停靠两种状态，在自然景观出现和人文景观中道路上出现的特种车辆都是有任务的车辆，在人文景观处停靠的武装车辆多为无任务状态车辆。