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《中国石油大学(华东)》 2016年
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基于数据场的高分辨率震害遥感影像多尺度分割

王鹏  
【摘要】:我国是一个地震灾害频发的国家,地震给人民群众生命财产安全带来巨大危害。目前,国内外学者在利用遥感影像与计算机图像处理技术进行震害信息提取方面提出了多种方法,其中以图像分割为基础的面向对象方法得到广泛关注。震害现象具有一定的复杂性,遥感影像信息弱,难以自动的识别震害目标。基于遥感影像的震害信息提取仍然任重道远,许多问题亟待解决,主要存在如下问题:地物具有尺度复杂性,小尺度分割过于破碎,大尺度分割丢失结构,图像分割面临尺度问题的挑战,如最优尺度;利用一般的特征,如光谱均值、形状等特征难以有效区分不同地物,容易产生错误分割,很难正确的提取建筑物、塌方体等震害地物,不利于进一步的震害信息提取。针对上述问题,本文主要对以下四个方面的内容作了研究:第一,基于数据场理论的震害影像分割方法研究。本文设计了一种基于数据场理论的分割方法。首先,将图像映射到数据场空间。然后,利用空间和光谱特征,计算像元在场空间中所形成的引力场。最后,像元在场空间中运动,进行局部聚类,得到分割结果。第二,提出动态合并的震害遥感影像多尺度分割算法框架。首先对图像进行小尺度初始分割,获得过分割对象。然后,构建对象的特征。随后,基于初始分割和对象特征,构建图模型(Graph Model)。最后,基于图论优化区域合并过程,分别使用深度和广度优先的搜索策略合并相邻对象,得到最终的分割结果。第三,交互式的震害目标提取。首先,由均值漂移(Mean Shift,MS)算法得到初始对象,并通过人机交互的方式标记目标;然后,通过光谱直方图进行相邻对象相似测度;最后,基于融合了标记信息和对象相似测度的最小代价准则,通过对象合并的方式提取目标。第四,设计和开发了高分辨率遥感图像分析软件。基于IDL和C/C++语言,研制遥感图像分析软件,包含数据读入和写出、图像数据可视化、图像分割、图像分类等功能。采用定性分析与定量分析两种结果评价方法,对震害影像分割的结果进行实际验证,与易康的MRS算法进行对比,检验本文提出方法的效果与精度,结果表明本文的方法能够得到更加合理的分割结果,减少了过分割现象。
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P315.7;TP79

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