基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法及系统与流程

1.本技术属于光学遥感影像的处理与应用技术领域，具体涉及一种基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法及系统。


背景技术：

2.随着高分辨率卫星的出现，使得从遥感影像上精确获取建筑物高度成为可能。建筑高度信息作为建筑物的本征信息，对建筑物施工进程的监管起着至关重要的作用。从行业发展现状和管理难点来看，我国建筑行业的施工效率是受到了极大的限制，一方面管控困难，全国工地分散、情况复杂；瞒报、漏报、补报时有发生且难以掌握；工期和工程质量无法保障；另一方面协同困难，开发商被动接收信息，无法主动参与部门间配合，建筑工地问题沟通困难，需求难以传递，项目周期增大核查难度。所以利用卫星遥感图像获取建筑物施工进程是当前高分辨率卫星遥感解译的一个热点问题。
3.目前常用的提取建筑物高度的方法有地面测量法、航空测量法和航天测量法。其中地面测量法就是利用全站仪、gps和激光测距仪等直接测量建筑物高度，这种方法现在已相对较成熟，但是需在施工现场布设仪器，对大型分散的工地，这种方法显然不可行。
4.随着无人机技术的发展，航空测量法应运而生，它主要通过点云技术获得项目区域dsm，进而得到精度相对较高的建筑物高度，但是利用无人机进行对地成像，根据测绘法相关规定必须申请临时空域，这势必导致数据更新频率受限，无法及时监测建筑物施工情况。
5.航天测量法是基于高分辨卫星影像来监测，主要分为两类：立体像对法和阴影法。立体像对法是基于视差原理，选取地面控制点，与dem数据叠置分析提取建筑物高度，该方法在建筑物密集分布、高度均匀的情况下适用性更强，但数据成本花费较大。


技术实现要素：

6.为此，本技术提供基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法及系统，有助于解决现有技术无法对分散建筑工地进行大范围监测，导致监管困难且成本较高的问题。
7.为实现以上目的，本技术采用如下技术方案：
8.第一方面，本技术提供一种基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法，包括：
9.采集建筑工地的卫星影像，并基于影像辅助文件中的角度信息确定建筑工地中建筑物的成像方向；
10.对卫星影像进行预处理，并基于规则信息从预处理后的卫星影像中提取出建筑阴影；
11.在预处理后的卫星影像中搜索建筑阴影的像元众数，并基于像元众数计算出阴影长度；
12.基于成像方向和阴影长度建立高度反演模型，计算出建筑物的楼层高度和楼层数；
13.依据楼层高度和楼层数，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并进行可视化处理，展示建筑工地的施工进程。
14.进一步地，所述角度信息包括太阳高度角、太阳方位角、卫星高度角和卫星方位角。
15.进一步地，所述在预处理后的卫星影像中搜索建筑阴影的像元众数，并基于像元众数计算出阴影长度具体包括：
16.在预处理后的卫星影像中沿太阳方位角搜索建筑工地中建筑物的建筑阴影，找出每栋建筑物建筑阴影的像元众数，并在剔除像元众数中的无效值后，计算出每栋建筑物的像元众数平均值；
17.将每栋建筑物的像元众数平均值与预处理后的卫星影像分辨率进行乘积运算，获得每栋建筑物的阴影长度。
18.进一步地，所述基于成像方向和阴影长度建立高度反演模型，计算出建筑物的楼层高度和楼层数具体包括：
19.基于建筑物的成像方向，以及太阳高度角、太阳方位角、卫星高度角和卫星方位角，建立起建筑物的高度反演模型；
20.基于高度反演模型和每栋建筑物的阴影长度，利用建筑物高度计算公式计算出每栋建筑物的楼层高度h，并按照建筑物中每层楼的标准高度计算出对应建筑物的建设楼层数。
21.进一步地，所述按照建筑物中每层楼的标准高度计算出对应建筑物的实际建设楼层数之后还包括：
22.采集建筑工地中每栋建筑物现实楼层高度，对高度反演模型进行模型验证和监测精度评价，并基于模型验证结果和监测精度评价结果对高度反演模型参数进行修正，直至基于高度反演模型计算出的楼层高度h和建设楼层数满足第一预设监测精度，获得建筑物的实际楼层高度h和实际建设楼层数。
23.进一步地，所述对卫星影像进行预处理，并基于规则信息从预处理后的卫星影像中提取出建筑阴影具体包括：
24.对采集的卫星影像依次进行正射校正、影像融合、几何校正、辐射定标和大气校正预处理；
25.利用多尺度分割算法对预处理后的卫星影像进行最优尺度分割，提取出建筑物的几何特征、纹理特征和光谱特征，通过几何特征、纹理特征和光谱特征建立规则数据库，并利用最大似然法进行建筑阴影提取，获得建筑工地中每栋建筑物的建筑阴影。
26.进一步地，所述依据楼层高度和楼层数，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并进行可视化处理具体包括：
27.基于gis系统提取出建筑物属性信息，结合楼层高度和楼层数，采用gis建模技术自动构建出建筑工地中的建筑物三维模型；基于建筑物三维模型，利用纹理贴图技术对模型进行贴图可视化处理。
28.进一步地，所述采集建筑工地的卫星影像具体包括：
29.根据建筑工地的地理位置和天气状况，选择分辨率优于1米的高分辨率光学卫星对建筑工地进行遥感成像，获得建筑工地高分辨率卫星影像。
30.第二方面，本技术提供基于遥感影像的建筑工地施工进程监测系统，包括：
31.影像采集模块，用于采集建筑工地的卫星影像，并基于影像辅助文件中的角度信息确定建筑工地中建筑物的成像方向；
32.影像处理模块，用于对卫星影像进行预处理，并基于规则信息从预处理后的卫星影像中提取出建筑阴影；
33.阴影长度计算模块，用于在预处理后的卫星影像中搜索建筑阴影的像元众数，并基于像元众数计算出阴影长度；
34.反演计算模块，用于基于成像方向和阴影长度建立高度反演模型，计算出建筑物的楼层高度和楼层数；
35.可视化模块，用于依据楼层高度和楼层数，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并进行可视化处理，展示建筑工地的施工进程。
36.本技术采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
37.通过本技术提供的基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法，方法通过采集建筑工地的卫星影像，并基于影像辅助文件中的角度信息确定建筑工地中建筑物的成像方向；对卫星影像进行预处理，并基于规则信息从预处理后的卫星影像中提取出建筑阴影；在预处理后的卫星影像中搜索建筑阴影的像元众数，并基于像元众数计算出阴影长度；基于成像方向和阴影长度建立高度反演模型，计算出建筑物的楼层高度和楼层数；依据楼层高度和楼层数，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并进行可视化处理，展示建筑工地的施工进程。本技术方案通过单景卫星采集影像进行建筑阴影提取处理，同时结合建筑阴影与太阳、卫星之间的几何关系，构建高度反演模型反演出建筑物高度，能够充分发挥卫星影像的分辨率优势，对分散的建筑工地实现大范围监管，一方面大大缩减了监测成本，另一方面降低了核查与监管难度，工期质量也能得到相应保证，方法适用性比较强，对城市精细化管理具有较好的市场前景。本技术方案还结合3d max技术，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并在web端展示，可以在工地施工的任何阶段，从多个视角观察施工进度对建筑物产生的效果，提高项目的可预见性。
38.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1是根据一示例性实施例示出的基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法流程图；
41.图2是根据一示例性实施例示出的建筑物高度反演流程图；
42.图3是根据一示例性实施例示出的建筑工地示意图；
43.图4是根据一示例性实施例示出的建筑物阴影提取结果示意图；
44.图5是根据一示例性实施例示出的建筑物与太阳和卫星高度角、方位角示意图；
45.图6是根据一示例性实施例示出的建筑工地3d建模图；
46.图7是根据一示例性实施例示出的基于遥感影像的建筑工地施工进程监测系统功能模块图。
具体实施方式
47.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本技术所保护的范围。
48.请参阅图1，图1是根据一示例性实施例示出的一种基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法流程图，如图1所示，该方法包括：
49.s1：采集建筑工地的卫星影像，并基于影像辅助文件中的角度信息确定建筑工地中建筑物的成像方向；
50.s2：对卫星影像进行预处理，并基于规则信息从预处理后的卫星影像中提取出建筑阴影；
51.s3：在预处理后的卫星影像中搜索建筑阴影的像元众数，并基于像元众数计算出阴影长度；
52.s4：基于成像方向和阴影长度建立高度反演模型，计算出建筑物的楼层高度和楼层数；
53.s5：依据楼层高度和楼层数，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并进行可视化处理，展示建筑工地的施工进程。
54.进一步地，在一个实施例中，所述角度信息包括太阳高度角、太阳方位角、卫星高度角和卫星方位角。其中，影像辅助文件由卫星发射方提供，文件内包含了太阳高度角、太阳方位角、卫星高度角和卫星方位角等角度信息。
55.进一步地，在一个实施例中，所述在预处理后的卫星影像中搜索建筑阴影的像元众数，并基于像元众数计算出阴影长度具体包括：
56.在预处理后的卫星影像中沿太阳方位角搜索建筑工地中建筑物的建筑阴影，找出每栋建筑物建筑阴影的像元众数，并在剔除像元众数中的无效值后，计算出每栋建筑物的像元众数平均值；
57.将每栋建筑物的像元众数平均值与预处理后的卫星影像分辨率进行乘积运算，获得每栋建筑物的阴影长度。
58.进一步地，在一个实施例中，所述基于成像方向和阴影长度建立高度反演模型，计算出建筑物的楼层高度和楼层数具体包括：
59.基于建筑物的成像方向，以及太阳高度角、太阳方位角、卫星高度角和卫星方位角，建立起建筑物的高度反演模型；
60.基于高度反演模型和每栋建筑物的阴影长度，利用建筑物高度计算公式计算出每栋建筑物的楼层高度h，并按照建筑物中每层楼的标准高度计算出对应建筑物的建设楼层数。
61.进一步地，在一个实施例中，所述按照建筑物中每层楼的标准高度计算出对应建
筑物的实际建设楼层数之后还包括：
62.采集建筑工地中每栋建筑物现实楼层高度，对高度反演模型进行模型验证和监测精度评价，并基于模型验证结果和监测精度评价结果对高度反演模型参数进行修正，直至基于高度反演模型计算出的楼层高度h和建设楼层数满足第一预设监测精度，获得建筑物的实际楼层高度h和实际建设楼层数。
63.进一步地，在一个实施例中，所述对卫星影像进行预处理，并基于规则信息从预处理后的卫星影像中提取出建筑阴影具体包括：
64.对采集的卫星影像依次进行正射校正、影像融合、几何校正、辐射定标和大气校正预处理；
65.利用多尺度分割算法对预处理后的卫星影像进行最优尺度分割，提取出建筑物的几何特征、纹理特征和光谱特征，通过几何特征、纹理特征和光谱特征建立规则数据库，并利用最大似然法进行建筑阴影提取，获得建筑工地中每栋建筑物的建筑阴影。
66.具体的，在使用多尺度分割算法对影像进行最优尺度分割过程中，可借鉴现有的影像分割方法实现，例如，卢兴，陈晓勇.边缘检测与面向对象结合的高分影像建筑物提取[j].江西科学，2018，36(02)：220-224+231.等文献。在此，本技术对最优尺度分割过程不再赘述。
[0067]
进一步地，在一个实施例中，所述依据楼层高度和楼层数，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并进行可视化处理具体包括：
[0068]
基于gis系统提取出建筑物属性信息，结合楼层高度和楼层数，采用gis建模技术自动构建出建筑工地中的建筑物三维模型；基于建筑物三维模型，利用纹理贴图技术对模型进行贴图可视化处理。
[0069]
具体实践过程中，建筑物三维模型的自动构建过程可采用现有的3d建模技术实现g，例如，邓福康.建筑工程制图3d建模研究[j].湖南城市学院学报(自然科学版)，2016，25(03)：110-111.等文献，在此，本技术对建筑物三维模型的自动构建过程不再赘述。
[0070]
进一步地，在一个实施例中，所述采集建筑工地的卫星影像具体包括：
[0071]
根据建筑工地的地理位置和天气状况，选择分辨率优于1米的高分辨率光学卫星对建筑工地进行遥感成像，获得建筑工地高分辨率卫星影像。
[0072]
参照图2，图2是一示例性实施例示出的建筑物高度反演流程图，建筑物高度反演过程选取青岛某建筑工地作为研究对象，对该项目实时建设情况进行跟踪监测。具体的建筑物高度反演流程包括以下步骤：
[0073]
步骤一：选择优于1米分辨率的光学卫星对项目区进行成像，根据工地的位置、天气状况选择合理的高分辨率光学卫星，确保影像上建筑物阴影不存在压盖、遮挡等问题，最终拍摄出的建筑工地卫星影像如图3所示。根据建筑工地卫星影像判断出的建筑工地施工情况如下表1所示：
[0074]
表1工地施工情况表
[0075]
楼号2022.9.72022.9.262022.10.1714#施工施工施工15#施工施工施工16#施工施工施工
17#未施工砖胎膜地下施工18#未施工未施工未施工19#桩基施工桩基施工砖胎膜20#地下施工地下施工施工21#未施工未施工桩基施工22#施工施工施工23#未施工未施工桩基施工24#垫层施工基础施工地下施工25#施工施工施工26#施工施工施工27#施工施工施工28#施工施工施工
[0076]
步骤二：在影像辅助文件中查找太阳高度角和方位角、卫星高度角和方位角，确定建筑工地的成像方向。
[0077]
步骤三：对拍摄的卫星影像进行预处理，包括正射校正、影像融合、几何校正、辐射定标、大气校正。
[0078]
步骤四：基于规则信息进行建筑阴影提取，使用多尺度分割算法对影像进行最优尺度分割，通过几何、纹理、光谱等特征建立规则数据库，利用最大似然法进行建筑阴影提取，建筑阴影提取结果如图4所示。
[0079]
步骤五：精准计算阴影长度是得到建筑物高度的关键步骤，这里采用像元个数乘上影像分辨率。具体方法为沿着太阳方位角的方向搜索阴影，找到每栋建筑阴影像元众数，剔除无效值，计算平均值。
[0080]
具体实践过程中，像元众数计算过程参考了现有技术实现，例如，赵强，杨志，苏红超，杨世植。基于高分二号卫星遥感数据的建筑物高度提取[j].大气与环境光学学报，2019，14(06)：455-462.等文献，因此，对于像元众数的具体计算过程本技术不再赘述。
[0081]
步骤六：根据步骤五计算出的阴影长度，结合太阳高度角和方位角、卫星高度角和方位角建立高度反演模型，计算建筑物楼层高度。
[0082]
建筑物与太阳、卫星之间的高度角、方位角关系参照图5所示，图5中，ca为建筑物实际阴影；ce为在影像上的阴影部分；fa为建筑物的实际高度；∠mca为太阳方位角α；∠mea为卫星方位角β；∠fea为卫星高度角θ；∠acf为太阳高度角γ。
[0083]
建筑物楼层高度的具体计算过程如下：
[0084]
所以在三角形ace中，∠eac＝β-α；(1)
[0085]
在三角形aef中，ae＝af/tanθ＝h/tanθ；ac＝af/tanγ＝h/tanγ；(2)根据式(1)、式(2)以及三角函数公式进行推导有：
[0086]
ce2＝ca2+ea
2-2ca
·
ea
·
cos∠cae(3)
[0087]
sin∠eca＝ea
·
sin∠cae/ce(4)
[0088]
ed＝ce/cos∠eca(5)
[0089]
在公式(3)、(4)、(5)中，ce作为影像上的建筑物阴影长度，可通过步骤五得到，进而可求出建筑物实际楼层高度h，按照每层楼的标准高度计算实际建设楼层数，最终计算出
的建筑工地楼层监测结果如下表2所示：
[0090]
表2楼层监测结果表
[0091][0092]
据国家安全标准，建筑工地在施工过程中会在外围搭建一层脚手架，而脚手架内覆盖楼层数，并没有完全统一标准。所以在提取建筑阴影时，会有一定误差，亚米级影像监测结果误差在1层范围内，具体的楼层数据误差如下表3所示：
[0093]
表3楼层数据误差一览表
[0094][0095]
步骤七：在gis系统支持下，提取建筑物形状、边界和屋顶等属性信息，结合步骤六计算得到的建筑高度和层数，从mars 3d建模的视角，借助gis建模技术，数据处理、空间分析和三维分析等功能构建模型实现建筑物三维模型的自动构建，最后通过纹理贴图技术实现建筑模型的可视化，最终的建模结果如图6所示。
[0096]
参照图7所示，本技术还提供了一种基于遥感影像的建筑工地施工进程监测系统，其包括：
[0097]
影像采集模块，用于采集建筑工地的卫星影像，并基于影像辅助文件中的角度信息确定建筑工地中建筑物的成像方向；
[0098]
影像处理模块，用于对卫星影像进行预处理，并基于规则信息从预处理后的卫星影像中提取出建筑阴影；
[0099]
阴影长度计算模块，用于在预处理后的卫星影像中搜索建筑阴影的像元众数，并基于像元众数计算出阴影长度；
[0100]
反演计算模块，用于基于成像方向和阴影长度建立高度反演模型，计算出建筑物的楼层高度和楼层数；
[0101]
可视化模块，用于依据楼层高度和楼层数，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并进行可视化处理，展示建筑工地的施工进程。
[0102]
本技术方案通过影像采集模块采取建筑工地的卫星影像，利用影像处理模块和阴影长度计算模块分别进行建筑阴影提取处理和阴影长度计算，同时反演计算模块结合建筑阴影与太阳、卫星之间的几何关系，构建高度反演模型反演出建筑物高度，能够充分发挥卫星影像的分辨率优势，对分散的建筑工地实现大范围监管，一方面大大缩减了监测成本，另一方面降低了核查与监管难度，工期质量也能得到相应保证，方法适用性比较强，对城市精细化管理具有较好的市场前景。本技术可视化模块还结合3d max技术，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并在web端展示，可以在工地施工的任何阶段，从多个视角观察施工进度对建筑物产生的效果，提高项目的可预见性。
[0103]
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
[0104]
需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。
[0105]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0106]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0107]
此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0108]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0109]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何
的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0110]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法，其特征在于，包括：采集建筑工地的卫星影像，并基于影像辅助文件中的角度信息确定建筑工地中建筑物的成像方向；对卫星影像进行预处理，并基于规则信息从预处理后的卫星影像中提取出建筑阴影；在预处理后的卫星影像中搜索建筑阴影的像元众数，并基于像元众数计算出阴影长度；基于成像方向和阴影长度建立高度反演模型，计算出建筑物的楼层高度和楼层数；依据楼层高度和楼层数，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并进行可视化处理，展示建筑工地的施工进程。2.根据权利要求1所述的基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法，其特征在于，所述角度信息包括太阳高度角、太阳方位角、卫星高度角和卫星方位角。3.根据权利要求1所述的基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法，其特征在于，所述在预处理后的卫星影像中搜索建筑阴影的像元众数，并基于像元众数计算出阴影长度具体包括：在预处理后的卫星影像中沿太阳方位角搜索建筑工地中建筑物的建筑阴影，找出每栋建筑物建筑阴影的像元众数，并在剔除像元众数中的无效值后，计算出每栋建筑物的像元众数平均值；将每栋建筑物的像元众数平均值与预处理后的卫星影像分辨率进行乘积运算，获得每栋建筑物的阴影长度。4.根据权利要求1所述的基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法，其特征在于，所述基于成像方向和阴影长度建立高度反演模型，计算出建筑物的楼层高度和楼层数具体包括：基于建筑物的成像方向，以及太阳高度角、太阳方位角、卫星高度角和卫星方位角，建立起建筑物的高度反演模型；基于高度反演模型和每栋建筑物的阴影长度，利用建筑物高度计算公式计算出每栋建筑物的楼层高度h，并按照建筑物中每层楼的标准高度计算出对应建筑物的建设楼层数。5.根据权利要求4所述的基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法，其特征在于，所述按照建筑物中每层楼的标准高度计算出对应建筑物的实际建设楼层数之后还包括：采集建筑工地中每栋建筑物现实楼层高度，对高度反演模型进行模型验证和监测精度评价，并基于模型验证结果和监测精度评价结果对高度反演模型参数进行修正，直至基于高度反演模型计算出的楼层高度h和建设楼层数满足第一预设监测精度，获得建筑物的实际楼层高度h和实际建设楼层数。6.根据权利要求1所述的基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法，其特征在于，所述对卫星影像进行预处理，并基于规则信息从预处理后的卫星影像中提取出建筑阴影具体包括：对采集的卫星影像依次进行正射校正、影像融合、几何校正、辐射定标和大气校正预处理；利用多尺度分割算法对预处理后的卫星影像进行最优尺度分割，提取出建筑物的几何特征、纹理特征和光谱特征，通过几何特征、纹理特征和光谱特征建立规则数据库，并利用
最大似然法进行建筑阴影提取，获得建筑工地中每栋建筑物的建筑阴影。7.根据权利要求1所述的基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法，其特征在于，所述依据楼层高度和楼层数，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并进行可视化处理具体包括：基于gis系统提取出建筑物属性信息，结合楼层高度和楼层数，采用gis建模技术自动构建出建筑工地中的建筑物三维模型；基于建筑物三维模型，利用纹理贴图技术对模型进行贴图可视化处理。8.根据权利要求1所述的基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法，其特征在于，所述采集建筑工地的卫星影像具体包括：根据建筑工地的地理位置和天气状况，选择分辨率优于1米的高分辨率光学卫星对建筑工地进行遥感成像，获得建筑工地高分辨率卫星影像。9.一种基于遥感影像的建筑工地施工进程监测系统，其特征在于，包括：影像采集模块，用于采集建筑工地的卫星影像，并基于影像辅助文件中的角度信息确定建筑工地中建筑物的成像方向；影像处理模块，用于对卫星影像进行预处理，并基于规则信息从预处理后的卫星影像中提取出建筑阴影；阴影长度计算模块，用于在预处理后的卫星影像中搜索建筑阴影的像元众数，并基于像元众数计算出阴影长度；反演计算模块，用于基于成像方向和阴影长度建立高度反演模型，计算出建筑物的楼层高度和楼层数；可视化模块，用于依据楼层高度和楼层数，利用gis系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并进行可视化处理，展示建筑工地的施工进程。

技术总结
本申请提供基于遥感影像的建筑工地施工进程监测方法及系统，方法通过采集建筑工地的卫星影像，并基于影像辅助文件中的角度信息确定建筑工地中建筑物的成像方向；对卫星影像进行预处理，并基于规则信息从预处理后的卫星影像中提取出建筑阴影；在预处理后的卫星影像中搜索建筑阴影的像元众数，并基于像元众数计算出阴影长度；基于成像方向和阴影长度建立高度反演模型，计算出建筑物的楼层高度和楼层数；依据楼层高度和楼层数，利用GIS系统进行建筑工地三维建模，构建出建筑物三维模型并进行可视化处理，展示建筑工地的施工进程。本申请能充分发挥卫星影像的分辨率优势，实现大范围监管，减少了监测成本，降低了核查与监管难度，方法适用性较强。法适用性较强。法适用性较强。


技术研发人员：王无敌 杨志高 秦乐乐 孟春红 刘睿 咸月儒 吴灵灵 范永初 郭宪飞 李燕 田硕 黄自占
受保护的技术使用者：中科卫星（山东）科技集团有限公司
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/7/13