高分遥感建筑物图谱样本库BUCEA2.0以全球范围代表性城市的高分辨率遥感影像为基础数据，按照地理学三定律（相关性、异质性、相似性）和图谱理论进行构建，共计1400张，其中800张尺寸为512×512，600张尺寸为500×500。

在INRIA、WHU和Massachusetts公开数据集和自有数据的基础上参考建筑物风貌类型进行遴选，目前全球分布包括位于亚欧板块的米兰和武汉等地，美洲板块的芝加哥和圣地亚哥，非洲板块的开罗，印度洋板块的克赖斯特彻奇。

以中国建筑物典型风貌地域分布为例，选取长春、福州、海口、石河子、银川和拉萨等建筑风貌典型地区加入到BUCEA2.0之中，使样本库（集）反映地域时空分异性的同时兼备地域耦合性。

在采集建筑物屋顶标签数据时，按照几何形貌特征，建筑物屋顶可分为矩形、字符形（H、L、T、U、Z）、圆形和组合型。光谱特征可按照视觉色彩分为红色、黄色、绿色、蓝色、深灰色、白色、灰色和棕色。如下表1所示，BUCEA2.0具体的谱系化类型、样本个数和比例统计。

Tupu sample library of high-resolution remote sensing building BUCEA2.0 is based on the high-resolution remote sensing images of representative cities in the global scope, and was constructed according to the three laws of geography (correlation, heterogeneity, and similarity) and Tupu theory,total 1400 images,800 images are 512×512，600 images are 500×500.

Selection based on INRIA, WHU and Massachusetts public datasets and own data with reference to building type, the current global distribution includes Milan and Wuhan in the Eurasia plate, Chicago and Santiago in the American plate, Cairo in the African plate, and Christchurch in the Indian Ocean plate.

Taking the geographical distribution of typical building styles in China as an example, typical regions of building styles such as Changchun, Fuzhou, Haikou, Shihezi, Yinchuan and Lasa are selected to be added to BUCEA2.0, so that the sample library(set) reflects the geographical spatial and temporal differentiation and has geographical coupling at the same time.

When collecting building rooftop label data, the building rooftops can be classified into rectangle, character-shaped (H, L, T, U, Z), circle and combined according to the geometric features. Spectral characteristics can be classified into red, yellow, green, blue, dark grey, white, grey and brown according to visual color. The detailed pedigree type, number of samples and the percentage statistics are shown in Table 1 below.

中国传统建筑根据地域建筑耦合性，依据我国建筑物风貌类型谱系从北至南、西至东分为第一至第三阶梯，如下图1所示。第一级阶梯特色建筑类型包括藏式碉楼、青海庄窠，第二级阶梯特色建筑类型包括新疆塔楼、陕西房子半边盖、内蒙古毡房、云贵地区干栏式建筑、川西邛笼建筑，第三级阶梯特色建筑类型包括徽派建筑、北京四合院、福建客家土楼、江南民居、海派建筑、岭南建筑、书院建筑。

图1 中国建筑地域耦合分类
(审图号：GS(2016)2923号)

在谱系化样本库BUCEA2.0的建筑物屋顶风貌类型分类方法的基础上，选取2023年住房和城乡建设部等部门公布的六批中国传统村落（部分）作为样本采集点，对高分遥感影像中建筑物屋顶从光谱异质性、几何异质性、语义粒度三个尺度参数，以及建筑物屋顶的材料，建筑物的空间布局以及建筑物的造型风格6个方面进行分析。如表1所示，将建筑物屋顶类型分为城中村、高层建筑、低/中层建筑、工业建筑、乡村和非建成区，并根据中国传统村落建筑物屋顶的特点，增加了中国传统村落第一级阶梯建筑、第二级阶梯建筑和第三极阶梯建筑的谱系化样本。

表1 图谱样本库样本尺度参数解译

从安徽黄山永丰乡永丰村、河南鹤壁鹿楼乡大湖村、贵州苗族侗族自治州丙妹镇岜沙村、新疆维吾尔族自治区五堡镇博斯坦村等200余传统村落中高质量影像制作样本，样本分布如图2所示，新增400张尺寸为512x512，空间分辨率为0.54m传统村落样本图像，共21927个谱系化样本，具体每种特征类型的样本子集相较于BUCEA2.0增减数量如表2所示。

图2 样本分布
(审图号：GS(2016)2923号)

根据RGB光谱值的表征方式，谱系化样本库2.0中的灰色（grey）和白色（white）的RGB值范围是相同的，所以将两个光谱特征类型样本子集的标签进行合并，同时为构建普适性的样本库，新增了紫色光谱异质性特征的样本子集，并根据建筑物屋顶的拓扑几何形状对已有样本库的几何异质性样本库标签进行整理。最终，构建了高分遥感影像地域耦合性图谱样本库3.0，共包含图像尺寸为512×512像素的1800张图像，81831个建筑物屋顶样本。

表2 地域耦合性图谱样本库样本特征示例

建筑物屋顶类型丰富，有着各自独特的几何、光谱以及纹理特征。几何特征通常体现在屋顶整体形态上，包括了常见的矩形、L型；也有复杂的U型、T型以及各自不规则的多边形组合形态。这些形状决定了屋顶的矢量化边界角点个数，控制了屋顶边界的起止位置。光谱特征主要体现在屋顶像素整体分布呈现的可视化色彩，在屋顶边界范围内部分布较为稳定，在边缘处根据周围环境的不同存在边界过渡区现象。最后，屋顶根据建筑材质呈现不同的纹理，同时设计结构包括了平顶、斜顶等。屋顶内部的屋脊线是判断屋顶走势的关键信息。

BUCEA4.0定义了完整建筑物屋顶的特征。我们选择了共4177张不同尺寸的建筑物屋顶实例图像，表I中展示了从几何与光谱两个方面构建的谱系化建筑物屋顶样本示例以及数量，使用黑色像素对裁剪的图像补充并统一到64×64的尺寸大小以保持原始的长宽比例。极少部分建筑物屋顶图像会既存在于颜色分类中也存在于几何分类中。尽量保持建筑物屋顶的完整性，不受到其它地物的干扰。

表1 建筑物屋顶样本图像和统计数据示例