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《南京大学》 2011年
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面向对象的农田目标遥感识别与提取研究

陆昳丽  
【摘要】:随着卫星传感器技术的发展,遥感图像的空间分辨率快速提高,已经步入亚米级时代。高分辨率图像具有越来越丰富的地物结构和色调信息,在对地物的描述更加细节化的同时,也使得目标增多,纹理更复杂,增加了图像处理的难度。基于像元的处理方法已经不能满足高分辨率遥感图像处理与应用的需求。遥感图像分析正从像元分类的思路转换到对象提取的模式。 本文以杭州市余杭区作为研究区域,以QuickBird高分辨率遥感图像为实验数据,按照“光谱识别—图像分割—目标提取”的思路展开论述,探讨面向对象的农田目标识别与提取模式。首先对遥感图像的多光谱波段数据计算植被指数,构建分类决策树来获取植被信息,并且利用形态学开闭运算消除部分细碎植被信息。然后采用基于标记的分水岭分割方法对全色波段数据进行图像分割,获得图像对象。最后将植被二值图像与对象图像叠加在一起,结合植被像元判别与面积参数完成农田目标的提取。论文主要研究内容和结论如下: (1)光谱信息分析与识别:对农田(植物)在高分辨率遥感图像各个波段的光谱响应特征进行分析,通过与其他地物的比较,针对多光谱波段数据在多波段间进行组合计算,生成植被指数图像。根据植被特性设定指数阈值,并且以此为依据构建分类决策树,提取出目标植被信息,生成植被信息二值图。实验表明,通过最小误差阈值方法计算得出的阈值(NDVI=0.095)可以很好地将植被提取出来。为了便于后续处理,对植被信息二值图像进行基于形态学的开闭运算,去除零星植被。 (2)图像分割与对象生成:按照“梯度计算—低通滤波—分水岭分割—对象生成”的技术思路,完成基于边缘特征的图像分割并最终生成对象图像。首先计算全色波段图像的梯度幅度,生成梯度图,并且构造巴特沃思滤波器对梯度图进行低通滤波,消除部分局部最小值对后续分割的干扰。接着采用基于标记的分水岭分割,并利用了强制最小技术完成梯度重建,这样可以有效抑制过分割现象。最后对每个区域标记以形成对象图像。该方法生成的地物边界信息还原度较高,且均为闭合连通的区域,分割效果较好。 (3)农田目标提取:提出将植被提取二值图像与分水岭分割形成的对象图像叠合以提取农田目标的方法。主要思路是将植被提取二值图像与对象图像叠加在一起,通过判断对象与植被像元是否有交集来完成第一次的提取;再根据农田的面积参数,分别判断每个对象中的植被覆盖程度以及对象自身的面积,通过阈值判断,完成第二次提取。经过这两次提取后,居民地、水体等非植被地物与独立树冠等植被地物可以得到有效的分离。而图像上的农田目标被提取出来的同时,边缘轮廓信息也较为完整的保留下来。最后分别采用基于像元与基于对象的混淆矩阵方法对提取结果进行精度评价。基于像元的评价结果总体精度87.50%,Kappa系数为0.7496,基于对象的评价结果总体精度86.98%,Kappa系数0.7397,该方法基本满足遥感调查的需求。 有待进一步完成的研究工作,主要有两个努力的方向:首先是寻找与发展更适合的图像分割方法,提高分割的准确度。其次是有选择的结合农田其他结构特征如纹理特征、形状特征减少错分率。
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP751

【引证文献】
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1 王双双;吴纯洁;艾莉;吴玉良;申琴;景亚凤;;自动识别技术在中药饮片行业的展望[J];中药与临床;2012年03期
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1 苏晓军;遥感影像植被边界提取方法研究[D];解放军信息工程大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李德仁 ,楚良才 ,胡孝沁;1988~1992年中国摄影测量与遥感的进展(国家报告)[J];测绘学报;1993年01期
2 方金云,何建邦;并行栅格数据处理网格服务节点软件的关键技术[J];地球信息科学;2004年01期
3 缪宏钢;曹建君;;遥感技术在农田保护动态监测中的应用研究[J];地理空间信息;2008年02期
4 文成林;多传感器单模型动态系统多尺度数据融合[J];电子学报;2001年03期
5 焦李成,侯彪,刘芳;基函数网络逼近:进展与展望[J];工程数学学报;2002年01期
6 胡潭高;朱文泉;阳小琼;潘耀忠;张锦水;;高分辨率遥感图像耕地地块提取方法研究[J];光谱学与光谱分析;2009年10期
7 赵建伟,王朋,刘重庆;基于小波变换的分水岭图像分割方法(英文)[J];光子学报;2003年05期
8 龚天旭,彭嘉雄;基于分水岭变换的彩色图像分割[J];华中科技大学学报(自然科学版);2003年09期
9 樊昀,王润生;面向内容检索的彩色图像分割[J];计算机研究与发展;2002年03期
10 刘昌进,郭立,朱俊株,徐雯;基于去降Mallat离散小波变换的彩色图像分割[J];计算机工程与应用;2003年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘荣杰;基于凝聚层次聚类的高分辨率遥感影像分割算法研究[D];青岛大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 纪启国;;利用小波变换对图像进行像素级融合[J];安徽职业技术学院学报;2008年01期
3 戴晓琴;;浅谈遥感技术在土地利用中的应用[J];安徽农学通报;2008年23期
4 陈会明;;浅谈遥感技术在农业生产中的应用[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年19期
5 陈会明;;浅析遥感技术在我国土地利用调查中的应用[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年21期
6 张莉娜;;土壤表层有机质空间分析的遥感技术应用综述[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年17期
7 邢炜光;;遥感蒸散估算研究进展[J];安徽农学通报(上半月刊);2012年11期
8 黄树春;李书;薛重生;;基于Quick Bird影像的城市绿地景观信息提取研究[J];安徽农业科学;2007年02期
9 申海建;郭荣中;江艺明;黎雄5;;基于RS和GIS的土地利用变化对生态系统服务价值的影响——以北京市为例[J];安徽农业科学;2008年11期
10 李京忠;殷学勇;蔡清华;王洪明;;基于TM影像的地表温度遥感反演研究——以兰州市区为例[J];安徽农业科学;2008年18期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 饶欢;张智勇;;一种基于ENVI的区域环境分析方法[A];河南地球科学通报2008年卷(下册)[C];2008年
2 许军强;白朝军;孙珂;王明常;;基于TES算法的地表温度反演应用研究[A];河南地球科学通报2009年卷(上册)[C];2009年
3 孙航;刘荣利;文成林;;一类连续不确定动态系统的鲁棒融合滤波器设计与性能分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 黄慧敏;文成林;徐晓滨;;机载ISAR距离跟踪建模及其非线性滤波研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 朱一玮;;基于色差分析的图像边缘跟踪改进算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008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 余跃;刘藻珍;;扩展卡尔曼滤波器在导弹制导系统中的应用与仿真[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
8 傅新;刘高焕;黄翀;刘庆生;;人工堤坝影响下的黄河三角洲海岸带生态特征分析[A];全国地质制图与GIS学术论坛论文集[C];2011年
9 邓书斌;秦禹;;ENVI/IDL在农业遥感中的技术框架研究[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009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 周兴东;徐州市城区景观格局时空变化遥感监测与分析[D];山东科技大学;2010年
2 汤春瑞;水下目标声图像多分辨率分析及识别研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 么彬;多子阵波束域高分辨水声成像技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 任广波;基于半监督学习的遥感影像分类技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 陈韶斌;基于知识推理和视觉机理的遥感图像目标识别方法研究[D];华中科技大学;2010年
6 陈雁;可见光遥感图像分割与提取研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
8 郑光辉;江苏部分地区土壤属性高光谱定量估算研究[D];南京大学;2011年
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李硕;基于Vis/NIR光谱不同粒径下土壤碳氮的预测研究[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 王传民;基于P2P技术的海量遥感数据快速处理技术研究[D];山东科技大学;2010年
4 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
5 张京钊;基于LUCC与RS/GIS的济南市生态安全评价[D];山东科技大学;2010年
6 邢著荣;基于辐射传输模型和CHRIS数据反演春小麦LAI[D];山东科技大学;2010年
7 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
8 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
9 孙冰;轴承滚子外径非接触检测系统及算法的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
10 韩宁;鲁棒性图像水印算法研究[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈节贵,柳存根,杨小波;造船企业生产物流的组织[J];船舶工程;2002年05期
2 李小芳;何倩灵;杨红;李子羚;王娇;;电子舌在评价大黄颗粒矫味效果中的应用[J];成都中医药大学学报;2011年02期
3 伍世元;骆德汉;邓炳荣;赵庆辉;;不同产地和采收期的中药材电子鼻鉴别研究[J];传感技术学报;2011年01期
4 宋铁群;;基于MATLAB的遥感影像纹理特征分析[J];测绘与空间地理信息;2009年02期
5 张友静;黄浩;马雪梅;;基于KPCA和SAM的城市植被遥感分类研究[J];地理与地理信息科学;2006年03期
6 张友水,冯学智,都金康,顾国琴;IKONOS影像在城市绿地提取中的应用[J];地理研究;2004年02期
7 刘小平,邓孺孺,彭晓鹃;城市绿地遥感信息自动提取研究——以广州市为例[J];地域研究与开发;2005年05期
8 秦绪文;张志;杨军杰;黄庭;;5.12汶川地震四川省平武县次生地质灾害遥感分析[J];地质科技情报;2009年02期
9 蒋静;张柱;曹静;杨建军;;网络技术与条码技术在电厂物资管理中的应用[J];山西电力;2008年03期
10 陈虎,王守尊,周朝辉;基于数学形态学的图像边缘检测方法研究[J];工程图学学报;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 黄凤君;赵清;;RFID技术在自动仓储拣选作业系统中的应用[A];第十三届中国科协年会第11分会场-中国智慧城市论坛论文集[C];2011年
2 姜玲;;昆钢重装集团ERP生产制造解决方案[A];云南省机械工程学会2010年年会论文集[C];2010年
3 杜振军;曲道奎;徐方;贾凯;;基于地图学习的移动机器人定位技术研究[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
4 杜振军;曲道奎;徐方;贾凯;;基于超声波传感器的移动机器人环境建模方法研究[A];第八届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 徐盛洋 封君兴;[N];江阴日报;2006年
2 广大;[N];人民公安报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 郑林江;基于智能对象的混流装配线敏捷生产管理技术研究[D];重庆大学;2010年
2 李文川;汽车制造企业RFID采纳过程模型及应用问题研究[D];重庆大学;2011年
3 曹卫彬;新疆棉花遥感监测运行系统关键技术研究[D];中国农业大学;2004年
4 颜春燕;遥感提取植被生化组分信息方法与模型研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2003年
5 刘爱霞;中国及中亚地区荒漠化遥感监测研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
6 李保国;基于目标角闪烁特性的末制导雷达跟踪与识别技术[D];国防科学技术大学;2005年
7 刘瑞;3S技术在河北省唐山市地面形变监测和城市扩展中的应用研究[D];成都理工大学;2009年
8 邢东兴;基于高光谱数据的果树理化性状信息提取研究[D];西北农林科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付尧;哈尔滨市区内植被信息自动分割技术研究[D];东北林业大学;2011年
2 孙明;基于遥感技术的雅鲁藏布江源区植被类型及覆盖度研究[D];南京信息工程大学;2011年
3 夏亚桃;RFID技术在军事仓储管理中的应用[D];华南理工大学;2011年
4 康文军;一种生产线喷码打印控制系统研究与开发[D];重庆大学;2011年
5 田德添;装配型“数字化企业”的总体框架及集成运行技术研究[D];重庆大学;2011年
6 覃龙斌;尿液分析仪上位机系统的研究与开发[D];重庆大学;2011年
7 陈本清;利用多时相卫星遥感影像对厦门市城市化进程及环境变化进行动态监测与分析[D];福州大学;2002年
8 路威;全色遥感影像面状地物半自动提取方法的研究[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
9 董芳;基于陆地卫星TM/ETM~+和GIS的济南城区扩展动态监测研究[D];山东农业大学;2003年
10 许榕峰;基于遥感的龙海市土地利用变化动态监测与专题研究[D];福州大学;2004年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙红岩,毛士艺;推广的多传感器数据的分层融合算法[J];北京航空航天大学学报;1996年01期
2 秦其明;遥感图像自动解译面临的问题与解决的途径[J];测绘科学;2000年02期
3 明冬萍,骆剑承,沈占锋,汪闽,盛昊;高分辨率遥感影像信息提取与目标识别技术研究[J];测绘科学;2005年03期
4 史文中,朱长青,王昱;从遥感影像提取道路特征的方法综述与展望[J];测绘学报;2001年03期
5 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
6 朱长青,王耀革,马秋禾,史文中;基于形态分割的高分辨率遥感影像道路提取[J];测绘学报;2004年04期
7 李军梅;胡以华;陈修桥;;模式识别的特征优化专家系统研究[J];电光与控制;2006年01期
8 叶桦,章国宝,陈维南;基于小波变换的纹理图像分割[J];东南大学学报;1999年01期
9 方金云,何建邦;网格GIS体系结构及其实现技术[J];地球信息科学;2002年04期
10 方金云,何建邦;并行栅格数据处理网格服务节点软件的关键技术[J];地球信息科学;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 周海芳;遥感图像并行处理算法的研究与应用[D];国防科学技术大学;2003年
2 王建卫;滤波器组设计与细分算法中的若干问题研究[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 杨晓艺;小波分析与隐马尔可夫模型在图像处理中的应用[D];河南大学;2003年
2 徐元柳;遥感图像多尺度边缘分割的方法研究[D];新疆大学;2005年
3 莫登奎;中高分辨率遥感影像分割与信息提取研究[D];中南林业科技大学;2006年
4 李武跃;遥感影像纹理特征提取及其定量分析[D];上海交通大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪军;王传玉;;模糊聚类算法在痕迹图像分割中的应用[J];南通大学学报(自然科学版);2010年01期
2 杨桄;张柏;王宗明;刘岩鹤;;基于阴影搜索法的飞机目标遥感图像分割研究[J];地理与地理信息科学;2006年01期
3 蔡梅艳;吴庆宪;姜长生;;改进Otsu法的目标图像分割[J];电光与控制;2007年06期
4 王茜,彭中,刘莉;一种基于自适应阈值的图像分割算法[J];北京理工大学学报;2003年04期
5 高齐新;于洋;赵大哲;刘积仁;;一种基于水平集的肺部血管快速分割方法[J];东北大学学报(自然科学版);2008年06期
6 崔宝侠;都俊松;;火灾视频图像的边缘检测[J];沈阳工业大学学报;2007年06期
7 张红斌;李广丽;刘遵雄;黄一朕;;分水岭算法在胃上皮内肿瘤图像分割中的应用[J];华东交通大学学报;2009年01期
8 王海星;;一种新的图像背景自适应分割算法[J];长沙航空职业技术学院学报;2010年03期
9 冯林;孙焘;吴振宇;管慧娟;;基于分水岭变换和图论的图像分割方法[J];仪器仪表学报;2008年03期
10 张建岭;刘军;;基于小波变换和形态学的图像分割方法[J];中国人民公安大学学报(自然科学版);2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 浦昭邦;杨照华;祁振强;;基于遗传优化的一种新型阈值分割方法[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
2 洪霞飞;叶青;;基于遗传算法阈值分割的雾天图像增强算法[A];中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会·论文集[C];2010年
3 吕俊哲;;图像二值化算法研究及其实现[A];山西省科学技术情报学会学术年会论文集[C];2004年
4 许艳;萧泽新;陈乐庚;;细胞显微图像的分割处理[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
5 王新忠;毛罕平;林伟明;;基于YIQ彩色模型的成熟番茄图像分割识别[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C];2005年
6 朱欣欣;张大志;田金文;张钧;;一种与图论Normalized Cut方法相结合的双阈值图像分割[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(D 光电信息处理技术专题)[C];2006年
7 胡晓莉;江杰;李杰;;图像分割方法的研究[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
8 薛笑荣;赵荣椿;张艳宁;段锋;苏爱民;;基于树型小波变换的SAR图像分割[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
9 黎明;周琳霞;杨小芹;;图像的进化计算分割法[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
10 周晖;赵珂;王润生;;基于数据属性驱动的高分辨率遥感图像自适应融合分割算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 叶青 通讯员 粤科宣;病人家属也可操刀“做手术”[N];广东科技报;2011年
2 陈雪;康佳“第一屏”今年上“春晚”[N];中国证券报;2007年
3 ;“天下第一屏”落户深圳华侨城[N];消费日报;2006年
4 向良璧;断层图像处理分析技术取得重大成果[N];经济参考报;2003年
5 张兰华;数字化技术助力安防行业上台阶[N];光明日报;2006年
6 刘奕;康佳高起点挺进LED产业[N];中华工商时报;2006年
7 张兰华;数字化核心助力安防行业渐入佳境[N];科技日报;2006年
8 梁红兵;康佳视讯:进军LED灯饰及背光源行业[N];中国电子报;2008年
9 游雪晴;专家指出:不要炒作虚拟人[N];科技日报;2003年
10 安徽 云飞;VB中图像显示特效五例[N];电脑报;2001年
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1 张印辉;多尺度马尔可夫随机场图像分割方法研究[D];昆明理工大学;2010年
2 白小晶;基于偏微分方程的图像分割与配准研究[D];南京理工大学;2010年
3 陈志彬;非参数变形模型结合模糊技术的MRI图像分割[D];大连理工大学;2010年
4 杨娜;基于脉冲耦合神经网络的车辆图像分割研究[D];北京交通大学;2013年
5 高浩;粒子群算法及其在图像分割中的应用与研究[D];江南大学;2009年
6 周鲜成;基于微粒群算法的数字图像处理方法研究[D];中南大学;2008年
7 付晓薇;基于量子力学的图像处理方法研究[D];华中科技大学;2010年
8 孙越泓;基于粒子群优化算法的图像分割研究[D];南京理工大学;2010年
9 李旭超;小波变换和马尔可夫随机场在图像降噪与分割中的应用研究[D];浙江大学;2006年
10 侯格贤;遗传算法及其在跟踪系统中的应用研究[D];西安电子科技大学;1998年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陆昳丽;面向对象的农田目标遥感识别与提取研究[D];南京大学;2011年
2 郑飞虎;肿瘤显微细胞图像分割技术研究[D];华东交通大学;2009年
3 严灵毓;基于半监督学习的图像分割系统的设计与实现[D];华中科技大学;2010年
4 宋晓峰;基于贝叶斯置信传播的图像分割方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 葛秘蕾;基于云理论的图像分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 康朝红;基于支持向量机的X线图像分割技术研究[D];河北大学;2009年
7 萧湘;骨髓细胞图像分割方法研究[D];中南林业科技大学;2010年
8 尚金奎;基于粗糙集理论的图像分割方法研究[D];东北大学;2008年
9 张翠萍;叶类中药显微图像分割和气孔指数测定[D];苏州大学;2009年
10 毛安定;基于小波变换的图像分割技术[D];昆明理工大学;2009年
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