建筑物变化检测方法、装置、电子设备及存储介质

本发明涉及遥感，尤其涉及一种建筑物变化检测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、建筑物属于人类居住活动的主要场所和典型人工地理目标，建筑物的动态监测，对于数字孪生城市建设、城市规划与管理、建筑物灾后损坏评估、违章建筑监测查处等方面发挥了关键作用，具有重要的科学意义与实用价值。

2、现有技术中，可以基于深度学习技术进行自动化的建筑物变化检测。但是，现有技术中的建筑物变化检测方法通常仅能对建筑物是否发生变化进行检测，难以确定发生变化的建筑物的变化类型。

技术实现思路

1、本发明提供一种建筑物变化检测方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中难以确定发生变化的建筑物的变化类型的缺陷，实现在检测到建筑物发生了变化的基础上，进一步确定发生变化的建筑物的变化类型。

2、本发明提供一种建筑物变化检测方法，包括：

3、获取待检测影像，所述待检测影像包括目标区域的前时相遥感影像和所述目标区域的后时相遥感影像；

4、将所述待检测影像输入建筑物变化检测模型，获取所述建筑物变化检测模型输出的所述待检测影像的建筑物变化检测结果；

5、其中，所述待检测影像的建筑物变化检测结果包括目标建筑物的信息以及所述目标建筑物的变化类型，所述目标建筑物为所述目标区域的前时相遥感影像和所述目标区域的后时相遥感影像中发生变化的建筑物，所述变化类型包括新增建筑物、拆除建筑物和改建建筑物；

6、所述建筑物变化检测模型基于样本影像以及样本影像的建筑物变化检测结果进行训练后得到，所述样本影像基于样本区域的前时相遥感影像和所述样本区域的后时相样本遥感影像获得，所述样本影像的建筑物变化检测结果包括样本建筑物的信息、非样本建筑物的信息以及所述样本建筑物的变化类型，所述样本建筑物包括样本区域的前时相遥感影像和所述样本区域的后时相样本遥感影像中发生变化的建筑物。

7、根据本发明提供的一种建筑物变化检测方法，所述建筑物变化检测模型，包括：孪生编码器、特征金字塔模块、特征差异增强模块和解码器；

8、所述将所述待检测影像输入建筑物变化检测模型，获取所述建筑物变化检测模型输出的所述待检测影像的建筑物变化检测结果，包括：

9、将所述目标区域的前时相遥感影像和所述目标区域的后时相遥感影像输入孪生编码器，由所述孪生编码器分别对目标区域的前时相遥感影像和所述目标区域的后时相遥感影像进行特征提取，进而获取所述孪生编码器输出的每一目标空间尺度的第一特征图和每一所述目标空间尺度的第二特征图，各所述第一特征图与所述目标区域的前时相遥感影像对应，各所述第二特征图与所述目标区域的后时相遥感影像对应；

10、将每一所述第一特征图和每一所述第二特征图输入特征金字塔模块，由所述特征金字塔模块分别对每一所述第一特征图和每一所述第二特征图进行空间细节恢复，进而获取所述特征金字塔模块输出的每一所述目标空间尺度的第三特征图和每一所述目标空间尺度的第四特征图；

11、将每一所述第三特征图和每一所述第四特征图输入所述特征差异增强模块，由所述特征差异增强模块提取每一目标空间尺度的第三特征图和第四特征图之间的差异特征，并对提取到的差异特征进行特征增强，进而获取所述特征差异增强模块输出的每一所述目标空间尺度的特征差异增强图；

12、将每一所述特征差异增强图输入所述解码器，由所述解码器对各所述特征差异增强图进行解密和分类，进而获取所述解码器输出的所述待检测影像的建筑物变化检测结果。

13、根据本发明提供的一种建筑物变化检测方法，所述特征差异增强模块，包括：差异分支单元、连接分支单元和第一特征融合单元；

14、所述将每一所述第三特征图和每一所述第四特征图输入所述特征差异增强模块，由所述特征差异增强模块提取每一目标空间尺度的第三特征图和第四特征图之间的差异特征，并对提取到的差异特征进行特征增强，进而获取所述特征差异增强模块输出的每一所述目标空间尺度的特征差异增强图，包括：

15、将各所述第三特征图和各所述第四特征图输入所述差异分支单元，由所述差异分支单元对每一所述目标空间尺度的第三特征图和第四特征图进行归一化相减，获得每一所述目标空间尺度的特征差异图之后，对每一所述目标空间尺度的特征差异图进行通道维压缩空间维激励以及激活函数激活，获得每一所述目标空间尺度的特征差异注意图，进而获取所述差异分支单元输出的每一所述目标空间尺度的特征差异图和每一所述目标空间尺度的特征差异注意力图，

16、将每一所述第三特征图和每一所述第四特征图输入所述连接分支单元，由所述连接分支单元按照通道维度对各所述第三特征图和各所述第四特征图进行叠加，获得叠加特征图之后，对所述叠加特征图进行池化计算，获得原始特征向量，通过卷积计算对所述原始特征向量进行压缩，获得压缩后的原始特征向量，通过空间维压缩通道维激励对所述压缩后的原始特征向量进行激励，获得目标特征向量，进而获取所述连接分支单元输出的目标特征向量；

17、将所述目标特征向量、每一所述目标空间尺度的特征差异图和每一所述目标空间尺度的特征差异注意图输入所述第一特征融合单元，由所述第一特征融合单元基于所述目标特征向量，对每一所述目标空间尺度的特征差异图和每一所述目标空间尺度的特征差异注意图输入所述第一特征融合单元，获得每一所述目标空间尺度的特征差异增强图。

18、根据本发明提供的一种建筑物变化检测方法，所述将所述目标特征向量、每一所述目标空间尺度的特征差异图和每一所述目标空间尺度的特征差异注意图输入所述第一特征融合单元，由所述第一特征融合单元基于所述目标特征向量，对每一所述目标空间尺度的特征差异图和每一所述目标空间尺度的特征差异注意图输入所述第一特征融合单元，获得每一所述目标空间尺度的特征差异增强图，包括：

19、将所述目标特征向量、每一所述目标空间尺度的特征差异图和每一所述目标空间尺度的特征差异注意图输入所述第一特征融合单元，由所述第一特征融合单元对所述目标特征向量进行归一化之后，分别对归一化后的目标特征向量和每一所述目标空间尺度的特征差异注意图进行特征融合，获得每一所述目标空间尺度的特征融合图之后，分别对每一所述目标空间尺度的特征融合图与特征差异图进行特征融合，获得每一所述目标空间尺度的特征差异增强图。

20、根据本发明提供的一种建筑物变化检测方法，所述孪生编码器是efficientnet-b0网络构建的。

21、根据本发明提供的一种建筑物变化检测方法，所述解码器，包括：解码单元、上采样单元和第二特征融合单元，所述上采样单元包括目标数量个级联的上采样块；

22、所述将每一所述特征差异增强图输入所述解码器，由所述解码器对各所述特征差异增强图进行解密和分类，进而获取所述解码器输出的所述待检测影像的建筑物变化检测结果，包括：将每一所述特征差异增强图输入所述解码单元，由所述解码单元将每一所述特征差异增强图恢复至原始尺寸，进而获得所述解码单元输出的每一修正特征差异增强图，所述原始尺寸为所述目标区域的前时相遥感影像或所述目标区域的后时相遥感影像的尺寸；

23、将每一所述修正特征差异增强图输入所述上采样单元，获取所述上采样单元输出的每一所述目标空间尺度对应的原始建筑物变化检测结果；

24、将每一所述目标空间尺度对应的原始建筑物变化检测结果输入所述第二特征融合单元，获取所述第二特征融合单元输出的所述待检测影像的建筑物变化检测结果。

25、根据本发明提供的一种建筑物变化检测方法，所述建筑物变化检测模型是基于如下步骤训练的得到的：

26、对所述样本区域的前时相遥感影像和所述样本区域的后时相遥感影像进行图像预处理，获得所述样本区域的前时相校正遥感影像和所述样本区域的后时相校正遥感影像，所述图像预处理包括几何校正、图像融合、图像配准、图像裁剪以及图像镶嵌中的至少一种；

27、为所述样本区域的前时相校正遥感影像或所述样本区域的后时相校正遥感影像中不同变化类型的样本建筑物标注不同的像素值，获取标注影像；

28、将所述样本区域的前时相校正遥感影像、所述样本区域的后时相校正遥感影像、所述标注影像均裁剪为预设尺寸之后，对预设尺寸的样本区域的前时相校正遥感影像、预设尺寸的样本区域的后时相校正遥感影像、预设尺寸的标注影像的进行数据清洗，将数据清洗后保留的预设尺寸的样本区域的前时相校正遥感影像和预设尺寸的样本区域的后时相校正遥感影确定为样本影像，将数据清洗后保留的预设尺寸的标注影像确定为所述样本影像的建筑物变化检测结果；

29、对所述样本影像和所述样本影像的建筑物变化检测结果进行数据处理之后，将数据处理后的样本影像亦确定为样本影像，将数据处理后的样本影像的建筑物变化检测结果亦确定为所述样本影像的建筑物变化检测结果，所述数据处理包括水平翻转、垂直翻转、旋转、转置、随机裁剪后重采样、随机亮度、随机对比度、添加高斯噪声以及添加高斯模糊中的至少一种；

30、将所述样本影像作为训练样本，将所述样本影像的建筑物变化检测结果作为样本标签，对初始模型进行训练，获得所述建筑物变化检测模型。

31、本发明还提供一种建筑物变化检测装置，包括：

32、影像获取模块，用于获取待检测影像，所述待检测影像包括目标区域的前时相遥感影像和所述目标区域的后时相遥感影像；

33、变化检测模块，用于将所述待检测影像输入建筑物变化检测模型，获取所述建筑物变化检测模型输出的所述待检测影像的建筑物变化检测结果；

34、其中，所述待检测影像的建筑物变化检测结果包括目标建筑物的信息以及所述目标建筑物的变化类型，所述目标建筑物为所述目标区域的前时相遥感影像和所述目标区域的后时相遥感影像中发生变化的建筑物，所述变化类型包括新增建筑物、拆除建筑物和改建建筑物；

35、所述建筑物变化检测模型基于样本影像以及样本影像的建筑物变化检测结果进行训练后得到，所述样本影像基于样本区域的前时相遥感影像和所述样本区域的后时相样本遥感影像获得，所述样本影像的建筑物变化检测结果包括样本建筑物的信息、非样本建筑物的信息以及所述样本建筑物的变化类型，所述样本建筑物包括样本区域的前时相遥感影像和所述样本区域的后时相样本遥感影像中发生变化的建筑物。

36、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述建筑物变化检测方法。

37、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述建筑物变化检测方法。

38、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述建筑物变化检测方法。

39、本发明提供的建筑物变化检测方法、装置、电子设备及存储介质，通过将包括目标区域的前时相遥感影像和目标区域的后时相遥感影像的待检测影像输入建筑物变化检测模型之后，获取建筑物变化检测模型输出的待检测影像的建筑物变化检测结果，待检测影像的建筑物变化检测结果包括目标区域的前时相遥感影像与目标区域的后时相遥感影像中发生变化的目标建筑物的信息以及上述目标建筑物的变化类型，能在对建筑物是否发生变化进行检测的基础上，进一步确定发生变化的建筑物的变化类型，从而能为数字孪生城市建设、城市规划与管理、建筑物灾后损坏评估、违章建筑监测查处等工作提供更准确、更具体的数据基础，进行建筑物变化检测的过程更简单、高效，能减少建筑物变化检测的人力和物力投入。