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《内蒙古师范大学》 2008年
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人工神经网络在遥感影像分类中的应用与对比研究

都业军  
【摘要】: 随着遥感数据的空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率不断提高,现已形成集多源、多光谱、多空间分辨率的遥感影像海量数据集。但如何利用这些数据来挖掘潜藏的信息,是限制遥感发展和应用的一个关键性问题。其中,影像分类作为遥感信息提取的一个重要方面,应用传统贝叶斯分类器的遥感影像分类方法已不能满足精度的需要,而基于非线性映射的人工神经网络分类方法为这一问题提供了更加理想的解决方案,因为神经网络分类并不是基于某个假定的概率分布,而是通过对训练样本的学习获得网络的权值,形成分类器。采用神经网络算法进行遥感影像分类,可以在一定程度上消除传统的遥感影像分类所带来的模糊性和不确定性。 本文采用2002年呼和浩特东北部地区的Landsat TM遥感数据为数据源,在深入研究标准BP神经网络理论的基础上,通过对训练样本构建方法、训练算法的选择、最佳隐含层神经元个数的确定等方面,对BP神经网络分类过程进行了系统的研究,对于实现过程中所存在的问题,提出自己的改进方法。研究结果表明:使用样本均值法构建的训练样本所训练的网络即使能够以高精度、快速收敛,但不能实现有效分类;针对于标准BP网络收敛速度慢、容易陷入局部最小的问题,研究中发现基于LM算法BP神经网络极大地提高训练速度以及收敛精度,取得非常好的分类效果;在以上研究的基础上,为了克服波段间高相关和数据冗余的问题,将TM1、TM2、TM3共3个波段进行主成分分析,取第一主成分,与其它波段构成数据集,并用此数据进行人工神经网络训练和分类研究。结果表明,在分类精度相差不大的条件下,应用主成分变换使网络的收敛更加迅速、仿真速度有所加快。 将基于LM训练算法的BP神经网络分类结果分别同最大似然法、目视解译结果进行比对,总体上说,神经网络的分类精度要比最大似然法分类效果要好,更加接近目视解译结果,人工神经网络遥感影像分类方法比传统分类方法有所改进。然而,采用神经网络模型仍存在许多亟待解决的问题,如神经网络最佳结构的确定,参数的选择,同时神经网络也是基于光谱特征对遥感影像进行分类的,也存在同最大似然法同样的问题,不能解决“同谱异物”“同物异谱”现象等问题,有待集成其它数据来解决,进一步提高分类精度,满足实际应用的需要。
【学位授予单位】:内蒙古师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP751

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 周义;阮仁宗;;LM-BP神经网络在遥感影像分类中的应用研究[J];遥感信息;2010年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 岳瑞红;基于MODIS数据的蒙古高原土地覆盖分类研究[D];内蒙古师范大学;2010年
2 赵静;基于BP人工神经网络的遥感影像土地覆盖分类研究[D];中国地质大学;2010年
3 任建斌;基于小波变换和BP人工神经网络的遥感影像分类研究[D];内蒙古师范大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 贾永红;人工神经网络在多源遥感影像分类中的应用[J];测绘通报;2000年07期
2 卓义;于凤鸣;包玉海;;内蒙古伊敏露天煤矿生态环境遥感监测[J];内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版);2007年03期
3 贾永红,张春森,王爱平;基于BP神经网络的多源遥感影像分类[J];西安科技学院学报;2001年01期
4 罗小波,王云安,肖春宝,王西林;RBF神经网络在遥感影像分类中的应用研究[J];遥感技术与应用;2004年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 哈斯巴干;神经网络及其组合算法的遥感数据分类研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘伟;基于人工神经网络的遥感影像模式分类研究[D];沈阳工业大学;2005年
2 罗扬帆;基于BP神经网络的遥感影像分类研究[D];北京林业大学;2007年
3 许仲林;基于改进算法的BP神经网络在遥感影像中的应用研究[D];兰州大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈文元;李雪梅;迟晓梅;;小波分析与神经网络在结构多处损伤监测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年03期
2 冯清海;袁万城;樊启武;;基于FE—ANN—MC的结构可靠度计算方法研究[J];四川建筑科学研究;2008年04期
3 杨丽萍;杨玉永;;EOS-MODIS数据农业应用进展及前景[J];山东农业科学;2009年01期
4 隋学艳;朱振林;朱传宝;杨丽萍;姚慧敏;郭洪海;;基于MODIS数据的山东省小麦株高遥感估算研究[J];山东农业科学;2009年02期
5 蔡薇;郭洪海;隋学艳;杨丽萍;;基于混合像元分解提取小麦种植面积的技术与方法研究[J];山东农业科学;2009年05期
6 胡龙军;陈一波;陶吉利;;基于神经网络参数自整定PID控制的应用[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年06期
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9 张艳;张海军;;基于DSP的多通道超声波连续测厚系统的研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年03期
10 王世东;陈杨;张本福;孙光灵;黄晓梅;;八叉树在三维建模中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄丽虹;王龙波;;基于环境卫星的北部湾地区遥感影像制作及影像入库应用研究[A];全国测绘科技信息网中南分网第二十五次学术交流会论文集[C];2011年
2 王国庆;李国福;李旭渊;;基于PSO-K均值聚类的核事故应急监测点位快速确定技术研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
3 张佑春;王平;张公永;;基于D-S证据理论和神经网络的信息融合方法及应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 王德军;李萌;王丽华;;基于BP神经网络的汽车ABS系统故障诊断[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 钟秉翔;;一种基于核主元分析的精简化建模方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
6 郭朝辉;龚亚丽;;利用环境减灾卫星进行干旱灾害监测研究[A];全国旱情监测技术与抗旱减灾措施论文集[C];2009年
7 杜健;费保俊;刘颖;潘高田;姚国政;;基于神经网络的导航装备维修能力评估研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
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9 李萌;白中科;文乐琴;潘健;;基于像元二分模型榆神府矿区植被覆盖度研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
10 郭朝辉;亓雪勇;龚亚丽;;环境减灾卫星监测森林火灾应用研究[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 丁宝成;煤矿安全预警模型及应用研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 陈宇;电容层析成像反问题求解及图像重建算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 曾剑;基于数据挖掘的钱塘江河口水沙运动规律研究[D];浙江大学;2011年
5 丁晓东;农田养分流失风险评价及养分平衡管理研究[D];浙江大学;2010年
6 邓睿;多源遥感数据和GIS支持下的台风影响研究[D];浙江大学;2010年
7 李爱民;基于遥感影像的城市建成区扩张与用地规模研究[D];解放军信息工程大学;2009年
8 陈兵;基于多平台棉花黄萎病的遥感监测研究[D];石河子大学;2010年
9 邱桔;城市生态风险评价研究[D];中南林业科技大学;2006年
10 孟祥令;弹性织物着装接触压力研究与触压舒适性评价系统的建立[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 秦丽;大比例尺SOTER单元划分指标研究[D];华中农业大学;2010年
2 韩筱婕;基于城市热岛减缓的湖泊湿地景观功能连通性研究[D];华中农业大学;2010年
3 孙明;深井底板突水判别和预测系统开发研究[D];山东科技大学;2010年
4 刘涛;遥感图像分块分类技术的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
5 胡红;矿区植物胁迫作用与遥感信息提取[D];山东科技大学;2010年
6 冯彦平;矿山开采影响下的环境遥感监测与评价[D];山东科技大学;2010年
7 孟培培;基于3S的土地督察信息系统研究[D];山东科技大学;2010年
8 王梁文敬;典型地物的极化后向散射特性分析及其在分类中的应用[D];山东科技大学;2010年
9 李新芝;基于多源遥感数据的矿区植被信息监测方法研究[D];山东科技大学;2010年
10 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯建辉;杨玉静;;基于灰度共生矩阵提取纹理特征图像的研究[J];北京测绘;2007年03期
2 胡剑策;吴国平;;基于K-L变换的BP神经网络遥感图像分类[J];测绘科学;2009年03期
3 贾永红;人工神经网络在多源遥感影像分类中的应用[J];测绘通报;2000年07期
4 骆剑承,王钦敏,马江洪,周成虎,梁怡;遥感图像最大似然分类方法的EM改进算法[J];测绘学报;2002年03期
5 李朝峰,邹海,夏德深,谭海谯,王桂梁;神经网络和知识推理结合的卫星影像分层提取方法研究[J];测绘学报;2003年02期
6 徐永明;刘勇洪;魏鸣;吕晶晶;;基于MODIS数据的长江三角洲地区土地覆盖分类[J];地理学报;2007年06期
7 潘耀忠,李晓兵,何春阳;中国土地覆盖综合分类研究──基于NOAA/AVHRR和Holdridge PE[J];第四纪研究;2000年03期
8 田光进,庄大方,刘明亮;近10年中国耕地资源时空变化特征[J];地球科学进展;2003年01期
9 刘仁钊,廖文峰;遥感图像分类应用研究综述[J];地理空间信息;2005年05期
10 李爽,张二勋;基于决策树的遥感影像分类方法研究[J];地域研究与开发;2003年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王萍;遥感土地利用/土地覆盖变化信息提取的决策树方法[D];山东科技大学;2004年
2 刘利章;基于小波变换的图像压缩编码研究[D];西北工业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邓琮;基于RS和GIS的渝西地区景观格局分析[D];成都理工大学;2011年
2 张里阳;EOS/MODIS资料处理方法及其遥感中国区域地表覆盖的初步研究[D];南京气象学院;2002年
3 马静;遥感图像分类方法的研究[D];山东科技大学;2003年
4 张易凡;基于小波分析与无监督分类的多源遥感图象信息融合[D];西北工业大学;2004年
5 刘惠英;基于MODIS遥感数据的干旱区土地覆被分类和湖泊监测的研究[D];福建农林大学;2004年
6 李小涛;地统计学和神经网络在遥感影像分类中的应用研究[D];山东科技大学;2004年
7 杨金红;高光谱遥感数据最佳波段选择方法研究[D];南京信息工程大学;2005年
8 姜雪;基于高分辨率遥感影像的矿区土地利用/土地覆盖信息提取技术研究[D];首都师范大学;2007年
9 罗扬帆;基于BP神经网络的遥感影像分类研究[D];北京林业大学;2007年
10 李淼;基于支持向量机的MODIS数据土地覆盖分类研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王静;何建农;;基于K型支持向量机的遥感图像分类新算法[J];计算机应用;2012年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 张威;人工神经网络用于传感信号的模式识别[D];北京交通大学;2011年
2 吴艳玲;基于数据挖掘油田开发动态预警机制研究[D];东北石油大学;2011年
3 刘怡;基于数据挖掘的城镇存量建设用地识别研究[D];浙江大学;2012年
4 王魏;哈密瓜外观表皮缺陷分割及纹理分析研究[D];甘肃农业大学;2012年
5 白秀莲;基于决策树方法的遥感影像分类研究[D];内蒙古师范大学;2012年
6 杨玉霞;基于智能算法的土地覆盖分类研究[D];内蒙古师范大学;2012年
7 任建斌;基于小波变换和BP人工神经网络的遥感影像分类研究[D];内蒙古师范大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王任华,霍宏涛,游先祥;人工神经网络在遥感图像森林植被分类中的应用[J];北京林业大学学报;2003年04期
2 吐热尼古丽;张晓帆;;基于人工神经网络的遥感图像分类研究[J];长春师范学院学报;2006年02期
3 骆剑承,王钦敏,周成虎,梁怡;基于自适应共振模型的遥感影像分类方法研究[J];测绘学报;2002年02期
4 陈玉敏;基于神经网络的遥感影像分类研究[J];测绘信息与工程;2002年03期
5 黄宁,刘小军,朱敏慧,张守融;遥感图像分类技术研究[J];测试技术学报;2001年02期
6 杜华强,范文义;Matlab自组织神经网络在遥感图像分类中的应用[J];东北林业大学学报;2003年04期
7 曹宝;秦其明;马海建;邱云峰;;面向对象方法在SPOT5遥感图像分类中的应用——以北京市海淀区为例[J];地理与地理信息科学;2006年02期
8 王野乔;遥感及多源地理数据分类中的人工神经网络模型[J];地理科学;1997年02期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张火明;孙志林;高明正;;改进的BP神经网络在船舶与海洋工程中的应用研究(英文)[J];船舶力学;2010年06期
2 刘勇健,刘义建;人工神经网络用于岩体工程的方法改进[J];广东工业大学学报;2002年01期
3 谢红梅;黄伟;;人工神经网络及其在机械加工中的应用实例[J];装备制造技术;2006年04期
4 夏洪浪,汪爱莲;BP网络在基坑工程变形预测中的应用研究[J];地质装备;2005年03期
5 胡建华;双远华;王世杰;王俊芳;;神经网络在钢管孔型设计中的应用[J];太原科技大学学报;2007年03期
6 徐文杰;周新力;李福琦;宋斌斌;;基于ANN的电磁环境预测分析[J];舰船电子工程;2010年11期
7 姜绍飞;人工神经网络用于建筑工程领域的数据处理方法[J];哈尔滨建筑大学学报;1999年05期
8 于宁国;王立;陈允平;;人工神经网络在谐波检测中的应用研究[J];宁夏电力;1999年02期
9 焦晓佑;宋守信;;人工神经网络在电力企业安全文化评估系统中的应用[J];东北电力技术;2006年09期
10 刘帅;寇英信;付昭旺;曲大鹏;;基于人工神经网络的空战效能评估[J];电光与控制;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨炘;陈展辉;;人工神经网络在中国宏观外债模型中应用[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
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4 陈晓怀;张勇斌;朱忠奎;;应用神经网络对测量仪器进行校准[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
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7 霍召峰;冀慎利;寇新峰;;基于人工神经网络的冲击地压预测[A];山东省煤炭学会2006年年会论文集[C];2006年
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10 罗光宣;戴贵亮;;EAS原初p—γ的神经网络方法分辨[A];第9届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];1998年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 胡性慧 王唯赫 杨腾;人工神经网络拓宽版权贸易路径[N];中国知识产权报;2010年
2 张东方;沙明;杨松松;人工神经网络在中药领域中的应用[N];中国医药报;2003年
3 本报记者 靖九江 采写;人工神经网络在临床上的应用[N];中国医药报;2005年
4 苑希民(中国水利水电科学研究院决策支持技术研究室 主任) 李彦彬 徐建新(华北水利水电学院) 李鸿雁(北京理工大学管理与经济学院) 苑韶峰 吕军(浙江大学环境与资源学院);人工神经网络 灵感源于大脑[N];中国水利报;2005年
5 记者 周前进;人工神经网络可筛查糖尿病[N];健康报;2000年
6 徐会川;延伸人类智力——人工神经网络[N];电脑报;2003年
7 葛一鸣 路边文;人工神经网络将大显身手[N];中国纺织报;2003年
8 本报记者 范毅波 张旭军;带上望远镜上路[N];网络世界;2005年
9 记者靖九江;发动e引擎 推动健康事业发展[N];中国医药报;2005年
10 刘友存;热轧带钢力学性能在线预测系统简介[N];中国冶金报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张治国;人工神经网络及其在地学中的应用研究[D];吉林大学;2006年
2 Han Qiang;[D];山东大学;2005年
3 申金山;基于人工神经网络的化学发光法及光度法在多组分同时测定中的应用研究[D];四川大学;2005年
4 吴建发;优选压裂井方法研究[D];西南石油学院;2005年
5 王海瑞;密闭式城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程控制策略研究[D];昆明理工大学;2007年
6 李军红;冷轧带肋钢筋工艺的现代优化方法及质量控制[D];南昌大学;2006年
7 刘传文;仿生优化算法在数字图像处理中的应用研究[D];武汉理工大学;2008年
8 刘永阔;核动力装置故障诊断智能技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 蒲秀娟;胎儿心电信号提取研究[D];重庆大学;2009年
10 白艳萍;人工神经网络在组合优化与信息处理中的应用[D];中北大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许仲林;基于改进算法的BP神经网络在遥感影像中的应用研究[D];兰州大学;2007年
2 都业军;人工神经网络在遥感影像分类中的应用与对比研究[D];内蒙古师范大学;2008年
3 黄雪燕;人工神经网络在GDP预测中的应用研究[D];吉林大学;2007年
4 吴秀娟;人工神经网络在大坝监测数据分析中的应用研究[D];武汉大学;2003年
5 王东旭;一种基于人工神经网络的短期股价预测模型的研究[D];天津工业大学;2006年
6 李学玉;基于BP网络的高层框架结构损伤检测[D];西安建筑科技大学;2006年
7 李志民;基于神经网络的酒体勾兑系统的研究与开发[D];中北大学;2006年
8 曲婷婷;基于BP神经网络的有噪数字识别[D];中国地质大学(北京);2008年
9 张硕;人工神经网络在高光谱矿物识别中的应用与研究[D];中国地质大学(北京);2008年
10 魏勇;基于具有模糊输出BP网络的决策分类模型的研究[D];北京工业大学;2002年
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