收藏本站
《浙江大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高分辨率遥感影像变化检测的关键技术研究

祝锦霞  
【摘要】:高分辨率遥感影像包含更多、更丰富的地理和地形信息,已经广泛应用到社会经济的很多领域。尽管如此,高分辨率遥感影像在变化检测中仍面临很多问题:地物内部的异质性、丰富的纹理;阴影及投影差;混合像元问题等。其中,几何配准误差、相对辐射校正精度、阴影、像元尺度上较为破碎的变化检测结果、噪声等最为关键,本论文从这几个问题出发,针对变化检测中的变化与未变化两种类别对象,对高分辨率遥感影像变化检测的关键技术进行研究,主要包括以下几个方面: (1)提出了一种基于多变量变化检测(MAD)得到的差异影像为基础,做面向对象后分类处理的OB-MAD方法,减小了高分辨率遥感影像变化检测中不可避免的几何配准误差和阴影等造成的“伪变化信息”。OB-MAD方法结合了多变量变化检测(MAD)和基于对象的后分类方法。一方面,充分利用了面向对象和面向像元两种方法的特点,提高了变化检测精度。另一方面,几何配准误差和阴影等在高分辨率的遥感影像中具有较好的形状特征,MAD变换得到的差异影像集中了所有的变化信息,为面向对象的后分类处理,剔除“伪变化信息”奠定基础。航拍影像通常具有1m以内的空间分辨率,其几何校正、阴影和噪声等问题比卫星影像更为明显,是多时相航拍影像变化检测的一个瓶颈。湿地生态系统又是全球环境变化检测中的一个重要领域,湿地植被的变化、阴影等问题是湿地变化检测研究的重点和难点。因此,选用2006和2007年5月的航拍影像(分辨率0.15m)对美国加州中部的Gadwall North湿地生态系统进行变化检测研究,详细比较了基于差异影的OB-MAD和其他几种方法(OB-traditional, Threshold-MAD和PB-MAD)在变化检测中的差异。研究结果表明,针对变化检测研究中几何配准等造成的“伪变化信息”,三种基于MAD差异影像的方法取得的精度较高。其中,OB-MAD方法得到的总体精度最高(93.54%),其次是Threshold-MAD (90.07%)和PB-MAD (86.09%),相应的地面未变化像元的用户精度也是OB-MAD最高(90.57%),PB-MAD (82.2%)和Threshold-MAD (81.49%)。 (2)多时相高分辨率遥感影像的变化检测预处理过程中,不可避免的几何配准误差、混合像元等都会带来一定的影响。针对这些问题,提出将广泛用于纹理特征提取、滤波除噪等方面的窗口用于相对辐射校正,用窗口区域范围内计算的相对平稳的值作为该区域的特征提高相对辐射校正的精度。研究选择广东番禺区两处具有不同空间异质性的区域,选择2005和2006的SPOT5影像(分辨率2.5m)和2006及2007的航拍影像(分辨率0.15m),3×3,5×5,7×7像元大小的窗口,自动的相对辐射校正算法MAD和稳健回归,进行基于窗口的相对辐射校正方法的敏感性分析。研究结果表明窗口的应用较好的提高了相对辐射校正的精度,同时1)不同空间异质性的遥感影像获得最佳辐射校正所需的窗口大小不一:异质性影像选择3×3像元,而均质性影像则选择5×5像元;2)local size尺度上,稳健回归在不同异质性的遥感影像中差异显著:异质性影像中稳健回归优于传统的手动方法,而在均质性影像中则表现的没有传统方法稳定,而MAD方法在两种空间特性的影像中均表现出比稳健回归更强的鲁棒性;3)几何配准误差在具有较高空间分辨率的航拍影像的变化检测中更为明显,提高相对辐射校正所需窗口较大。 (3)基于波段相减的图像差值法对影像的质量和预处理要求相对较高,通常只用于来自同一传感器、同一时相的遥感数据;预处理中不可避免的几何配准误差、相对辐射校正精度、阴影等都是基于差异影像的高分辨率遥感影像变化检测中的典型问题;像素尺度上得到的变化检测结果较为破碎。在这样的背景下,提出一种面向对象的高分辨率差异图像的变化检测方法(OB-EM),即在对象尺度上,对基于MAD变换和最小噪声比率变换(MNF)得到的差异影像做阈值分析,将像元—像元之间的差异影像推广到对象—对象。研究选择广东番禺区2005和2006的SPOT5影像(分辨率2.5m),分析比较对象的不同特征选择、不同尺度的差异影像(对象和像元)、不同的方法(DFPS、Gams、EM、OB-MAD)等对变化检测的影响。研究结果表明:1)基于决策树的特征选择极大的提高了面向对象的变化检测精度;2)提出的OB-EM方法使得来自不同传感器的遥感影像用于变化检测变的可能;减小了对原始数据的要求和多时相影像的相对辐射校正的要求;改善了“椒盐效应”,提高了高分辨率遥感影像的变化检测精度。3)基于Kappa系数的显著性分析表明OB-EM和OB-MAD两者之间差异显著,说明基于对象的差异影像(OB-EM)比基于像元的差异影像(OB-MAD)能更好的减小甚至避免多时相高分辨率遥感影像变化检测中不可避免的几何配准误差和阴影引起的“伪变化信息”,具有较强的鲁棒性。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张雨霁;李海涛;顾海燕;;基于决策树的面向对象变化信息自动提取研究[J];遥感信息;2011年02期
2 李亮;舒宁;李雪;;基于像斑差熵的遥感影像变化检测[J];遥感信息;2011年04期
3 姜涛,马国锐,秦前清;基于遥感影像的变化检测技术[J];计算机应用研究;2005年02期
4 李雪;舒宁;王琰;;利用向量相似性进行基于像斑的土地利用变化检测[J];遥感信息;2009年06期
5 陈雪;马建文;戴芹;;基于贝叶斯网络分类的遥感影像变化检测[J];遥感学报;2005年06期
6 朱朝杰;王仁礼;董广军;;基于小波变换的纹理特征变化检测方法研究[J];仪器仪表学报;2006年S1期
7 钟家强;王润生;;基于线特征的多时相遥感图像变化检测[J];国防科技大学学报;2006年05期
8 程永强;谢克明;;基于图像变化检测的CFA插值算法[J];太原理工大学学报;2008年01期
9 张军;肖刚;敬忠良;;基于边缘增强的遥感图像变化检测技术[J];计算机工程与应用;2008年26期
10 梅洋;陆苗;;基于遥感影像的变化检测研究动态[J];地理信息世界;2009年02期
11 韩闪闪;李海涛;顾海燕;;面向对象的土地利用变化检测方法研究[J];遥感信息;2009年03期
12 孙晓生,王国明,孙丽梅;利用遥感方法对黑龙江沿岸建筑用地变化的检测[J];东北测绘;2003年01期
13 童辉,张晓美,何国金;小波和傅立叶变换在图像变化检测上的应用比较[J];计算机工程与应用;2005年32期
14 王华;潘励;郑宏;;基于拓扑分析的居民地自动变化检测方法[J];地理信息世界;2008年03期
15 陈文熙;冯钟葵;;基于模糊聚类的遥感图像与现有地形图的变化检测方法[J];遥感信息;2009年05期
16 申邵洪;谭德宝;梁东业;;基于马尔科夫随机场的多时相SAR影像变化检测研究[J];长江科学院院报;2010年01期
17 张孟君;李晨钊;舒红;杨志敏;;基于MATLAB的遥感图像变化检测[J];国土资源遥感;2005年04期
18 李淑坤;李培军;程涛;;加入多时相纹理的遥感变化检测[J];国土资源遥感;2009年03期
19 刘一超;全吉成;程红;孙文邦;;基于多时相遥感影像人工目标自动变化检测系统[J];硅谷;2010年13期
20 刘振霞;张晓燕;;一种自动分割视频对象的新方法[J];空军工程大学学报(自然科学版);2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 罗震;杨存建;李小文;;基于高分辨率遥感影像的农村聚落信息的提取[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
2 付军;;基于高分辨率遥感影像的水深探测方法研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
3 朱晓铃;邬群勇;;基于高分辨率遥感影像的城市道路提取方法研究[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
4 李艳芳;王生;;高分辨率遥感影像在公安行业的应用分析[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年
5 王雪莲;王仁礼;;基于K-L变换的遥感图像变化检测方法研究[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年
6 霍春雷;程健;周志鑫;卢汉清;;基于尺度传播的多尺度变化检测新方法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
7 秦平;王栋;;基于“边缘特征匹配”的高分辨率遥感影像与矢量地图数据的快速配准[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
8 张蔚然;韩萍;;基于去取向理论的极化SAR变化检测[A];第二十五届中国(天津)2011’IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2011年
9 赵书河;王培法;肖鹏峰;冯学智;;高分辨率遥感应用研究[A];中国地理学会2006年学术年会论文摘要集[C];2006年
10 黎小东;杨武年;刘汉湖;彭立;简季;曾涛;胡国超;胡宝荣;;面向对象的高空间分辨率遥感影像城市震害房屋信息提取——以汶川大地震为例[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 吴宏林;宁夏首次建立森林资源信息管理系统[N];华兴时报;2010年
2 游雪晴;我国均一化气温数据集建成[N];科技日报;2006年
3 本报记者 李薇;青春在测绘科研事业中闪光[N];中国测绘报;2010年
4 顾波 白晶石;三维地理信息系统投入应用[N];国家电网报;2010年
5 新宇;高新技术助力湖南基础测绘[N];中国测绘报;2009年
6 记者 周信炎;我国首颗民用立体测绘卫星2011年上半年发射[N];中国测绘报;2009年
7 丁一汇;气候变化的科学问题[N];科技日报;2008年
8 记者 杜斌;省级基础地理信息数据库建设研讨会召开[N];中国测绘报;2008年
9 记者 苏玉君 通讯员 郭战峰;明确重点研究方向 推进研究型业务[N];中国气象报;2006年
10 冉瑞奎 刘晓林 戴艳萍;均一化历史气温数据集问世[N];中国气象报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 祝锦霞;高分辨率遥感影像变化检测的关键技术研究[D];浙江大学;2011年
2 王琰;基于像斑统计分析的高分辨率遥感影像土地利用/覆盖变化检测方法研究[D];武汉大学;2012年
3 张汉松;基于对象的海岸带地物变化遥感检测技术的研究[D];浙江大学;2010年
4 康俊锋;云计算环境下高分辨率遥感影像存储与高效管理技术研究[D];浙江大学;2011年
5 吴剑;基于面向对象技术的遥感震害信息提取与评价方法研究[D];武汉大学;2010年
6 罗旺;遥感图像的变化检测与标注方法研究[D];电子科技大学;2012年
7 何原荣;矿区环境高分辨率遥感监测及其信息资源开发利用的方法与应用研究[D];中南大学;2011年
8 陈杰;高分辨率遥感影像面向对象分类方法研究[D];中南大学;2010年
9 邓湘金;基于模式识别知识的遥感图像变化检测研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2003年
10 陶超;高分辨率遥感影像中的城区与建筑物检测方法研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵小杰;合成孔径雷达图象变化检测方法研究[D];中国科学院电子学研究所;2001年
2 程晶;基于主题模型的高分辨率遥感影像变化检测[D];上海交通大学;2012年
3 张凤玉;遥感图像变化检测方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
4 任大卫;面向建筑用地的遥感影像变化检测方法技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
5 宋野;基于目标检测的SAR图像变化检测方法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
6 古振泉;基于概率统计的遥感图像变化检测方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 刘芬;基于变化检测技术的脑瘤计算机辅助诊断方法应用研究[D];山东大学;2010年
8 于天超;基于多尺度融合的遥感图像变化检测及其毁伤评估应用[D];电子科技大学;2010年
9 刘永浩;图像变化检测方法研究[D];华中科技大学;2004年
10 张静;遥感影像变化检测算法及应用研究[D];西安电子科技大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978