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《东北大学》 2014年
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基于超像素区域融合的遥感图像地物分类算法研究

于海涛  
【摘要】:遥感图像地物目标分类识别是目前模式识别与智能技术领域里的研究重点和热点问题之一,对它的研究具有良好的应用价值,无论在军事还是民用方面都具有重要的意义。本文在现有的地物目标分类技术基础上进行深入分析,对目前的方法做了总结,并分析了它们存在的优点和缺陷。通过观察大量图像总结出遥感图像各地物特点,根据这些特点提出了基于超像素区域融合的地物分类方法,克服了目前其它算法的不足。最后通过实验和设计的软件系统验证了算法的有效性和优越性。本文的工作与成果如下:(1)面向遥感图像给出了地物类别的定义与特点分析。给出了六类地物定义:建筑物、阴影、裸地、水体、植被、道路。它们分别具备以下重要特点:水体区域的灰度普遍较低,近深绿色,且颜色分布均匀平坦,具有较大面积的连通性;阴影灰度很低,基本呈灰黑色,且纹理信息不确定,取决于被阴影遮挡的地物类型;而建筑物特征最不明显,顶端颜色各异且纹理信息丰富,不同的建筑物特征区别较大;道路具备明显的形状特征,灰度变化不剧烈;植被区域颜色多呈深绿色,但纹理信息较河流丰富;而裸地则呈现土黄色,颜色深浅存在差异,且通常存在大量的连通区域。本文以总结出的六类事物作为目标对象,利用颜色、形状和纹理特征进行分类,取得了较高的分类精度。(2)针对遥感图像特点提出了一套行之有效的地物分类算法框架。首先利用SLIC超像素算法进行图像预分割,将分割后面积小且无意义的孤立区域强制归并到与其相邻且最相似的超像素中。然后对更新的超像素区域提取颜色特征构建条件随机场模型,推导超像素标签的最大边缘后验概率,然后将具备相同标签且空间相邻的超像素区域进行合并,实现图像的分割。(3)本文在地物分类算法中引入了基于LDA的特征降维方法,使特征之间具备最大的可分离性。将降维后的颜色特征,与形状、纹理特征组合作为分类器的特征向量,最后采用一对一策略的SVM多类分类器进行分类,成功识别出各类地物。(4)本文设计了基于Google Earth和Matlab的软件系统平台,该平台可调用Google Earth软件,根据输入经纬度截取遥感图像,然后将裁剪后的小图像分别进行分类识别,最后将分类结果图像进行拼接,形成最终分类结果。最后利用该平台进行了实验,验证了平台的有效性和本文算法广泛适用性。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TP751

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