一种基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法和系统

技术领域

本发明实施例涉及违法建筑识别领域，特别是涉及一种基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法和系统。

背景技术

随着目前人民生活水平的日渐提高，人均收入的逐年增长，城镇化建设进程不断的加快，在这个过程中也逐渐衍生出了大量的违法建筑。违法建筑存在一定的建筑安全隐患且扰乱了城乡规划秩序，不利于城市的可持续发展。目前对于城市违法建筑的管理，多以管理人员现场踏勘为主，管理手段比较传统单一，且因为视野的原因，不能做到辖区范围全覆盖，尤其是对于城市高楼建筑的顶层违法建筑。为了提高效率，有采用卫星遥感影像进行违法建筑监测的方法，在一定程度上减轻了管理人员的工作。

然而，通过采用目前的卫星遥感影像进行违法建筑监测的方法，卫星影像的及时获取存在一定难度，卫星采集影像到下发，再到获取存在一定的时间间隔，这个间隔内可能会存在在建违法建筑的完工，不利于在建违法建筑、新增违法建筑的及时发现。此外，卫星影像的分辨率不够高，目前的卫星影像空间分辨率可以达到亚米级别，但是现在的违法建筑也逐渐趋于小型，如违法建设的小岗亭等，这些违法建筑在卫星影像上仅占数个像素，在算法处理过程中，很容易当成噪点被剔除。

发明内容

本发明提供一种基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法和系统，有助于管理人员及时并准确发现新增违法建筑，从而提高新增违法建筑的识别效率。

在本发明的第一个方面，本发明的一个实施例提供了一种基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法，包括：

分别采集待研究区域在第一时刻的第一影像和在第一时刻预设时长后的第二时刻的第二影像；

分别对所述第一影像和所述第二影像进行正射处理和拼接操作，以得到所述待研究区域在所述第一时刻的第一正射影像和在所述第二时刻的第二正射影像；

对所述第一正射影像和所述第二正射影像进行图像配准操作，以将所述第一正射影像和所述第二正射影像对齐；

将所述第二正射影像减去所述第一正射影像，以得到所述待研究区域的图像差值；

对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像；

对所述待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件；以及

将所述矢量文件叠加在所述第二正射影像上以获得新增违法建筑的位置。

在本发明的另一个实施例中，所述将所述第二正射影像减去所述第一正射影像，以得到所述待研究区域的图像差值，包括：

使用波段运算分别提取所述第一正射影像的R、G和B波段和所述第二正射影像的R、G和B波段，并将所述第二正射影像的R、G和B波段分别减去所述第一正射影像的R、G和B波段，以得到所述第一正射影像和所述第二正射影像的R波段图像差值、G波段图像差值和B波段图像差值。

在本发明的另一个实施例中，所述对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像，包括：

对所述R波段图像差值、所述G波段图像差值和所述B波段图像差值分别进行二值化处理，以得到R波段二值化差值、G波段二值化差值和B波段二值化差值；以及

对所述R波段二值化差值、所述G波段二值化差值和所述B波段二值化差值取并集，以得到所述待研究区域的二值化差值图像。

在本发明的另一个实施例中，所述对所述第一正射影像和所述第二正射影像进行图像配准操作，以将所述第一正射影像和所述第二正射影像对齐，包括：

在所述第一正射影像上选取多个控制点；

在所述第二正射影像上选取多个控制点，其中，在所述第二正射影像上选取的所述多个控制点与在所述第一正射影像上选取的所述多个控制点一一对应；以及

将所述第一正射影像上的所述多个控制点中的每一个控制点分别与所述第二正射影像上的相应控制点对齐。

在本发明的另一个实施例中，所述第一正射影像上的所述多个控制点包括房屋的角点和道路的拐点中的至少一个。

在本发明的另一个实施例中，在所述对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像之后，所述对所述待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件之前，所述方法还包括：

对所述待研究区域的二值化差值图像进行形态学处理。

在本发明的另一个实施例中，所述预设时长大于或等于第一时长阈值。

在本发明的另一个实施例中，所述第一影像和所述第二影像在采集时的航向重叠度和旁向重叠度均大于或等于第一重叠度阈值。

在本发明的另一个实施例中，所述第一影像和所述第二影像在采集时的地面分辨率为5-10厘米/像素。

在本发明的第二个方面，本发明的一个实施例提供了一种基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统，包括：

影像采集模块，用于分别采集待研究区域在第一时刻的第一影像和在第一时刻预设时长后的第二时刻的第二影像；

正射影像生产模块，用于分别对所述第一影像和所述第二影像进行正射处理和拼接操作，以得到所述待研究区域在所述第一时刻的第一正射影像和在所述第二时刻的第二正射影像；

地理配准模块，用于对所述第一正射影像和所述第二正射影像进行图像配准操作，以将所述第一正射影像和所述第二正射影像对齐；

图像差值获取模块，用于将所述第二正射影像减去所述第一正射影像，以得到所述待研究区域的图像差值；以及对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像；以及

新增违法建筑位置获取模块，用于对所述待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件；以及将所述矢量文件叠加在所述第二正射影像上以获得新增违法建筑的位置。

本发明实施例提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法和系统，分别采集待研究区域在第一时刻的第一影像和在第一时刻预设时长后的第二时刻的第二影像；分别对所述第一影像和所述第二影像进行正射处理和拼接操作，以得到所述待研究区域在所述第一时刻的第一正射影像和在所述第二时刻的第二正射影像；对所述第一正射影像和所述第二正射影像进行图像配准操作，以将所述第一正射影像和所述第二正射影像对齐；将所述第二正射影像减去所述第一正射影像，以得到所述待研究区域的图像差值；对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像；对所述待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件；以及将所述矢量文件叠加在所述第二正射影像上以获得新增违法建筑的位置。由于本发明的实施例采用无人机对待研究区域进行不同时相的数据获取，将采集的数据处理得到正射影像图，对两幅正射影像进行地理配准、图像差值、形态学处理、矢量化等处理，最终提取得到新增违法建筑的位置，从而能够及时下发待研究区域的影像，有助于管理人员及时发现新增违法建筑。并且正由于本发明的实施例采用无人机对待研究区域进行不同时相的数据获取，所获得的待研究区域的影像的分辨率较高，有助于管理人员准确识别新增违法建筑，从而提高新增违法建筑的识别效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法的流程示意图。

图2为本发明的一个实施例提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

基于现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种基于航拍正射影像识别新增违法建筑的方法，通过采用无人机对待研究区域进行不同时相的数据获取，将采集的数据处理得到正射影像图，对两幅正射影像进行地理配准、图像差值、形态学处理、矢量化等处理，最终提取得到新增违法建筑的位置。

图1为本发明的一个实施例提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法的流程示意图。本发明实施例提供一种基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法的执行主体可以为基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统。该基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统包括无人机、数码相机和基于航拍正射影像的新增违法建筑识别装置。该基于航拍正射影像的新增违法建筑识别装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，其中，硬件例如为处理器或电子设备，软件例如为计算机程序指令或应用程序等。该基于航拍正射影像的新增违法建筑识别装置可以为一独立的电子设备，或者，该基于航拍正射影像的新增违法建筑识别装置可以集成在电子设备中。其中，电子设备例如是计算机。

如图1所示，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法，包括：

S101、分别采集待研究区域在第一时刻的第一影像和在第一时刻预设时长后的第二时刻的第二影像。

在本发明的一个实施例中，在基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统中，可以使用无人机搭载数码相机周期性地采集待研究区域的影像。该无人机例如可以是多旋翼无人机或垂直起降固定翼无人机等。该无人机在第一时刻采集待研究区域的第一影像，在第一时刻预设时长后的第二时刻采集待研究区域的第二影像，在第二时刻预设时长后的第三时刻采集待研究区域的第三影像，以此类推，从而获得待研究区域不同时相的影像。

在本发明的一个实施例中，该预设时长可以大于第一时长阈值。为了更好的确定数据采集周期，第一时长阈值的取值可以根据待研究区域的实际情况设定，例如可以设定为半个月、一个月、六个月或者一年。具体地，可以根据待研究区域内新增违法建筑的频率设定第一时长阈值的取值，该频率可能具有一定的季节性。此外，也与可以根据待研究区域内新增违法建筑的违法建设的速度设定第一时长阈值的取值。例如，如果一般违法建筑的施工周期为半月，则可以将第一时长阈值的取值设定为半个月。第一时长阈值的取值也可以根据其它因素确定，本发明对此不作限定。

在本发明的一个实施例中，为了确保所采集得待研究区域的影像的数据可用性，在采集时应保证所采集得待研究区域的影像的航向重叠度和旁向重叠度均大于或等于第一重叠度阈值，该第一重叠度阈值的取值可以为70%。该第一重叠度阈值也可以取其它值，只要能够确保所采集得待研究区域的影像的数据可用性，本发明对此不作限定。

在本发明的一个实施例中，为了确保所采集得待研究区域的影像的数据可用性，所采集的待研究区域的影像的地面分辨率为5-10厘米/像素。

S102、分别对所述第一影像和所述第二影像进行正射处理和拼接操作，以得到所述待研究区域在所述第一时刻的第一正射影像和在所述第二时刻的第二正射影像。

在本发明的一个实施例中，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统在采集完待研究区域的影像后，可以选取待研究区域的两个相邻时相的影像进行正射生产。该两个相邻时相可以是间隔预设时长的任意两个相邻时相，例如可以是第一时刻和第二时刻，第二时刻和第三时刻，或者第三时刻和第四时刻等。为了便于说明，以下以第一时刻和第二时刻作为示例来说明本发明如何实现基于航拍正射影像的新增违法建筑的识别。

在本发明的一个实施例中，由于Pix4DMapper软件可以高效快速的获取拼接后的正射影像，生产过程自动化程度高，因此，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统可以安装有Pix4DMapper软件，从而可以采用Pix4DMapper软件来分别对第一影像和第二影像进行正射处理和拼接操作，从而得到待研究区域在第一时刻的第一正射影像和在第二时刻的第二正射影像。具体地，将第一影像和第二影像导入基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统中安装的Pix4DMapper软件中，设定好输出坐标系，例如采用CGCS2000坐标系，选择好带号。例如在青岛，可以选择CGCS2000 / 3-degree Gauss-Kruger CM 120E作为带号，其中CGCS2000 / 3-degree Gauss-Kruger CM 120E表示采用高斯-克吕格投影三度分带，中央经线为东经120°。然后选择生成栅格数字表面模型（Digital Surface Model, DSM）和正射影像图，勾选合并瓦片选项，Pix4DMapper软件将自动地分别对第一影像和第二影像进行正射处理和拼接操作，从而得到覆盖整幅范围的拼接后的第一正射影像和第二正射影像，该第一正射影像对应于第一影像，该第二正射影像对应于第二影像。

在采用Pix4DMapper软件进行正射影像生产时，还需要设置其它的选项，例如地面分辨率选项。为了后续的图像配准操作能够正常进行，需要统一各个时相的正射影像分辨率。

在本发明的一个实施例中，通常将第一影像和第二影像在采集时的地面分辨率设置为5-10厘米/像素。这个级别的地面分辨率可以较好的筛选地面建筑，不至于遗漏小型建筑，在方便图像配准的同时也能减轻一些噪声的影响。

应当理解的是，除了Pix4DMapper软件，在本发明的其它实施例中，还可以采用其它的方式来得到第一正射影像和第二正射影像。

S103、对所述第一正射影像和所述第二正射影像进行图像配准操作，以将所述第一正射影像和所述第二正射影像对齐。

在本发明的一个实施例中，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统在获得了待研究区域在第一时刻的第一正射影像和在所述第二时刻的第二正射影像后，还可以对第一正射影像和第二正射影像进行图像配准操作，以将第一正射影像和第二正射影像对齐。

在本发明的一个实施例中，所述对所述第一正射影像和所述第二正射影像进行图像配准操作，以将所述第一正射影像和所述第二正射影像对齐，包括：

在所述第一正射影像上选取多个控制点；

在所述第二正射影像上选取多个控制点，其中，在所述第二正射影像上选取的所述多个控制点与在所述第一正射影像上选取的所述多个控制点一一对应；以及

将所述第一正射影像上的所述多个控制点中的每一个控制点分别与所述第二正射影像上的相应控制点对齐。

具体地，在本发明的一个实施例中，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统可以在第一正射影像上选取多个控制点，然后在第二正射影像上选取多个控制点，其中，在第二正射影像上选取的该多个控制点与在第一正射影像上选取的该多个控制点一一对应，接着，将第一正射影像上的该多个控制点中的每一个控制点分别与所述第二正射影像上的相应控制点对齐。在本发明的该实施例中，通过图像配准操作使在第一正射影像上选取的该多个控制点和在第二正射影像上选取的该多个控制点完全对齐，可以使第一正射影像和第二正射影像上的相应像元对应的地物一致。

应当注意的是，在第一正射影像上选取的该多个控制点合理地分布在第一正射影像，并且覆盖第一正射影像的整个图幅范围。同理，在第二正射影像上选取的该多个控制点合理地分布在第二正射影像，并且覆盖第二正射影像的整个图幅范围。例如，所选取的控制点可以应选自房屋的角点、道路拐点或其他特征明显、易于定位的地面点等。

例如，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统可以在第一正射影像上选取10个控制点，即控制点1、控制点2、控制点3、控制点4、控制点5、控制点6、控制点7、控制点8、控制点9和控制点10，在第二正射影像上选取10个控制点，即控制点11、控制点12、控制点13、控制点14、控制点15、控制点16、控制点17、控制点18、控制点19和控制点20，依次将第一正射影像的控制点1与第二正射影像的控制点11对齐，将第一正射影像的控制点2与第二正射影像的控制点12对齐，以此类推，直至将第一正射影像的控制点10与第二正射影像的控制点20对齐。应当理解的是，本发明在第一正射影像和第二正射影像上分别选取的控制点的数量不限于10个，可以选取少于10个的控制点，也可以选取超过10个的控制点，只要这些控制点覆盖正射影像的整个图幅范围，本发明对此不作限定。

在本发明的一个实施例中，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统可以安装有ArcGis软件。在执行步骤S103时可以将第一正射影像和第二正射影像输入ArcGis软件，利用ArcGis软件的地理配准功能来将第一正射影像和第二正射影像对齐。

应当理解的是，除了ArcGis软件，在本发明的其它实施例中，还可以采用其它的方式来对第一正射影像和第二正射影像进行图像配准操作，以将第一正射影像和第二正射影像对齐。

S104、将所述第二正射影像减去所述第一正射影像，以得到所述待研究区域的图像差值。

在本发明的一个实施例中，第一正射影像和第二正射影像是可见光真彩色影像，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统在将第一正射影像和第二正射影像对齐之后，可以将第二正射影像减去第一正射影像，以得到待研究区域的图像差值。

具体地，将所述第二正射影像减去所述第一正射影像，以得到所述待研究区域的图像差值，包括：

使用波段运算分别提取所述第一正射影像的R、G和B波段和所述第二正射影像的R、G和B波段，并将所述第二正射影像的R、G和B波段分别减去所述第一正射影像的R、G和B波段，以得到所述第一正射影像和所述第二正射影像的R波段图像差值、G波段图像差值和B波段图像差值。

在本发明的一个实施例中，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统可以安装有ENVI软件，通过将第一正射影像和第二正射影像输入该ENVI软件来得到待研究区域的图像差值。

应当理解的是，除了ENVI软件，在本发明的其它实施例中，还可以采用其它的方式来将第二正射影像减去第一正射影像，以得到待研究区域的图像差值。

S105、对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像。

在本发明的一个实施例中，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统在获得了待研究区域的图像差值之后，对待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到待研究区域的二值化差值图像。

在本发明的一个实施例中，二值化处理采取的阈值根据待研究区域的图像差值的实际像素值确定。该阈值的选取受到各种因素的影响，例如拍摄时间、拍摄角度等。并且，在不同的时期选择的阈值也可以不同。

在二值化处理的过程中，可以进行多次二值化处理，选择一个合适的阈值来对待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到待研究区域的二值化差值图像。通过该合适的阈值得到的二值化差值图像能够删除大部分的噪声影响，例如高斯噪声等，同时还能确保不至于丢失小型违法建筑。

在本发明的一个实施例中，对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像，包括：

对所述R波段图像差值、所述G波段图像差值和所述B波段图像差值分别进行二值化处理，以得到R波段二值化差值、G波段二值化差值和B波段二值化差值；以及

对所述R波段二值化差值、所述G波段二值化差值和所述B波段二值化差值取并集，以得到所述待研究区域的二值化差值图像。

在本发明的一个实施例中，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统可以使用其中安装的ENVI软件来对待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到待研究区域的二值化差值图像。

应当理解的是，除了ENVI软件，在本发明的其它实施例中，还可以采用其它的方式来对待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到待研究区域的二值化差值图像。

S106、对所述待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件。

在本发明的一个实施例中，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统在对待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到待研究区域的二值化差值图像之后，对待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件。

在本发明的一个实施例中，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统可以使用其中安装的ENVI软件来对待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到shp格式的矢量文件。

应当理解的是，除了ENVI软件，在本发明的其它实施例中，还可以采用其它的方式来对待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件。

此外，应当注意的是，因为城市建设过程中存在新开发楼盘的建设，可能会造成误判误识别的情况，所以在执行步骤S106之前，还需要简单的人工操作以进行待研究区域的二值化差值图像的图斑的筛选和入库，从而提高采用本发明提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法识别新增违法建筑的准确率。

具体地说，将待研究区域的二值化差值图像加载入基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统中，将待研究区域的二值化差值图像的图斑设置为仅显示轮廓，无填充的样式。然后，对待研究区域的二值化差值图像的图斑进行卷帘操作，例如利用ArcGis软件的卷帘操作，由管理人员目视进行违法建筑图斑的筛选指认。接着，对确定的违法建筑图斑，赋予其属性，违法建筑的属性信息可以根据当地的部门的要求进行，例如可以包括图斑标号、位置信息、面积等。此外，还可以导出违法建筑属性表进行深入分析，例如分析违法建筑的月增加量等。

S107、将所述矢量文件叠加在所述第二正射影像上以获得新增违法建筑的位置。

在本发明的一个实施例中，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统在对待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件后，将该矢量文件叠加在所述第二正射影像上以获得新增违法建筑的位置。

具体地，由于第二正射影像和该矢量文件上均带有地理坐标系，因此将矢量文件叠加在所述第二正射影像上即可显示出新增违法建筑的位置。

在本发明的一个实施例中，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统可以使用其中安装的ArcGis软件来将矢量文件叠加在所述第二正射影像上以获得新增违法建筑的位置。

应当理解的是，除了ArcGis软件，在本发明的其它实施例中，还可以采用其它的方式来将该矢量文件叠加在所述第二正射影像上以获得新增违法建筑的位置。

在本发明的一个实施例中，在所述对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像之后，所述对所述待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件之前，所述方法还包括：对所述待研究区域的二值化差值图像进行形态学处理。由于待研究区域的二值化差值图像容易受噪声影响，会存在图斑的不完整性，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统在对待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到待研究区域的二值化差值图像之后，还对待研究区域的二值化差值图像进行形态学处理，例如形态学上的膨胀处理，从而使得包括在待研究区域的二值化差值图像中的违法建筑的图斑更加完整。然后，基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统对形态学处理后的二值化差值图像进行矢量化，以得到矢量文件。本发明的实施例提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法，在对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像之后，对所述待研究区域的二值化差值图像进行形态学处理，然后，对所述待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件，从而能够得到更加完整的违法建筑的图斑，有助于管理人员准确识别新增违法建筑，从而提高新增违法建筑的识别效率。

本发明的实施例提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别方法，分别采集待研究区域在第一时刻的第一影像和在第一时刻预设时长后的第二时刻的第二影像；分别对所述第一影像和所述第二影像进行正射处理和拼接操作，以得到所述待研究区域在所述第一时刻的第一正射影像和在所述第二时刻的第二正射影像；对所述第一正射影像和所述第二正射影像进行图像配准操作，以将所述第一正射影像和所述第二正射影像对齐；将所述第二正射影像减去所述第一正射影像，以得到所述待研究区域的图像差值；对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像；对所述待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件；以及将所述矢量文件叠加在所述第二正射影像上以获得新增违法建筑的位置。由于本发明的实施例采用无人机对待研究区域进行不同时相的数据获取，将采集的数据处理得到正射影像图，对两幅正射影像进行地理配准、图像差值、形态学处理、矢量化等处理，最终提取得到新增违法建筑的位置，从而能够及时下发待研究区域的影像，有助于管理人员及时发现新增违法建筑。并且正由于本发明的实施例采用无人机对待研究区域进行不同时相的数据获取，所获得的待研究区域的影像的分辨率较高，有助于管理人员准确识别新增违法建筑，从而提高新增违法建筑的识别效率。

图2为本发明的一个实施例提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统的结构示意图。如图2所示，本发明的实施例提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统包括：

影像采集模块201，用于分别采集待研究区域在第一时刻的第一影像和在第一时刻预设时长后的第二时刻的第二影像；

正射影像生产模块202，用于分别对所述第一影像和所述第二影像进行正射处理和拼接操作，以得到所述待研究区域在所述第一时刻的第一正射影像和在所述第二时刻的第二正射影像；

地理配准模块203，用于对所述第一正射影像和所述第二正射影像进行图像配准操作，以将所述第一正射影像和所述第二正射影像对齐；

图像差值获取模块204，用于将所述第二正射影像减去所述第一正射影像，以得到所述待研究区域的图像差值；以及对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像；以及

新增违法建筑位置获取模块205，用于对所述待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件；以及将所述矢量文件叠加在所述第二正射影像上以获得新增违法建筑的位置。

在本发明的一个实施例中，所述图像差值获取模块204具体用于：

使用波段运算分别提取所述第一正射影像的R、G和B波段和所述第二正射影像的R、G和B波段，并将所述第二正射影像的R、G和B波段分别减去所述第一正射影像的R、G和B波段，以得到所述第一正射影像和所述第二正射影像的R波段图像差值、G波段图像差值和B波段图像差值。

在本发明的一个实施例中，所述图像差值获取模块204还用于：

对所述R波段图像差值、所述G波段图像差值和所述B波段图像差值分别进行二值化处理，以得到R波段二值化差值、G波段二值化差值和B波段二值化差值；以及

对所述R波段二值化差值、所述G波段二值化差值和所述B波段二值化差值取并集，以得到所述待研究区域的二值化差值图像。

在本发明的一个实施例中，所述地理配准模块203具体用于：

在所述第一正射影像上选取多个控制点；

在所述第二正射影像上选取多个控制点，其中，在所述第二正射影像上选取的所述多个控制点与在所述第一正射影像上选取的所述多个控制点一一对应；以及

将所述第一正射影像上的所述多个控制点中的每一个控制点分别与所述第二正射影像上的相应控制点对齐。

在本发明的一个实施例中，所述第一正射影像上的所述多个控制点包括房屋的角点和道路的拐点中的至少一个。

在本发明的一个实施例中，所述预设时长大于或等于第一时长阈值。

在本发明的一个实施例中，所述第一影像和所述第二影像在采集时的航向重叠度和旁向重叠度均大于或等于第一重叠度阈值。

在本发明的一个实施例中，所述第一影像和所述第二影像在采集时的地面分辨率为5-10厘米/像素。

本发明的另一个实施例提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统还包括：形态学处理模块，用于对所述待研究区域的二值化差值图像进行形态学处理。本发明的实施例提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统，在图像差值获取模块204对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像之后，利用形态学处理模块对所述待研究区域的二值化差值图像进行形态学处理，然后，新增违法建筑位置获取模块205对所述待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件，从而能够得到更加完整的违法建筑的图斑，有助于管理人员准确识别新增违法建筑，从而提高新增违法建筑的识别效率。

本发明的实施例提供的基于航拍正射影像的新增违法建筑识别系统，分别采集待研究区域在第一时刻的第一影像和在第一时刻预设时长后的第二时刻的第二影像；分别对所述第一影像和所述第二影像进行正射处理和拼接操作，以得到所述待研究区域在所述第一时刻的第一正射影像和在所述第二时刻的第二正射影像；对所述第一正射影像和所述第二正射影像进行图像配准操作，以将所述第一正射影像和所述第二正射影像对齐；将所述第二正射影像减去所述第一正射影像，以得到所述待研究区域的图像差值；对所述待研究区域的图像差值进行二值化处理，以得到所述待研究区域的二值化差值图像；对所述待研究区域的二值化差值图像的图斑进行矢量化，以得到矢量文件；以及将所述矢量文件叠加在所述第二正射影像上以获得新增违法建筑的位置。由于本发明的实施例采用无人机对待研究区域进行不同时相的数据获取，将采集的数据处理得到正射影像图，对两幅正射影像进行地理配准、图像差值、形态学处理、矢量化等处理，最终提取得到新增违法建筑的位置，从而能够及时下发待研究区域的影像，有助于管理人员及时发现新增违法建筑。并且正由于本发明的实施例采用无人机对待研究区域进行不同时相的数据获取，所获得的待研究区域的影像的分辨率较高，有助于管理人员准确识别新增违法建筑，从而提高新增违法建筑的识别效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。