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《中国科学院研究生院(遥感应用研究所)》 2003年
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面向对象影像分析中的尺度问题研究

黄慧萍  
【摘要】: 由于客观现实世界中的实体、模式与过程表现为固有的等级结构,因此与等级相对应的尺度问题成为各个领域中研究的主题之一,是自然学科与人文学科中一种普遍存在的问题,也是遥感应用领域中的基础问题。遥感影像是对具有尺度依赖性的空间格局与过程的反映,不同尺度的遥感信息反映着地表特性不同层次的空间结构差异,单尺度的影像分析已不能满足反映空间格局与过程异质性与动态性的需要。面向对象影像分析采用影像分割技术生成多尺度影像对象,构建与地表实体相似的层次等级结构,不同等级的地学过程可在相应尺度的影像对象层中得到反映,实现了空间格局与过程的多尺度影像分析。面向对象影像分析中的尺度概念已不再是像元大小,而是指影像的分割尺度,是关于影像对象异质性最小的阈值。每一个遥感专题应用任务对于影像分析中尺度的需求是不一样的,要正确反映测区内格局与过程的变化特征,了解多尺度转换过程中影像对象信息的变化效应,选择特定类别信息提取的最优尺度成为面向对象影像分析中关注的重点。 本文在分析基于像元尺度问题研究方法的基础上,围绕面向对象影像分析中存在的尺度转换与最优尺度选择问题,开展了如下几个方面的研究: 1.提出面向对象影像分析中最优尺度的双重性:一是提取面积最小类别所需的最大分辨率,二是不同类别提取的最优分割尺度。前者指在保证反映地物类别空间结构特征情况下识别最小地物类别的最大分辨率,是包含所需信息而且数据量最小的分辨率。后者是针对于一种地物类别而言的,影像对象多边形既不能太破碎,也不能边界模糊的分割尺度,该尺度下对象大小与特定的地物目标大小接近,且类别内部对象的光谱变异较小。 2.提出以影像对象均值方差方法确定影像最优分割尺度。该方法能同时确定影像中多种地物类别的最优分割尺度,证明了不同类别有其相应的最优分割尺度,突破了最优尺度选择曲线只能适用于一个类别的限制,但该方法只适用于高分辨率影像信息提取最优尺度的选择,对于中低分辨率的影像效果不甚理想。 3.提出以影像对象最大面积方法确定影像最优分割尺度。影像对象最大面积随分 摘要 害」尺度变化的曲线呈阶梯状上升的趋势,每一个曲线平台对应于每种类别提取 适宜尺度的范围,该方法适用于不同分辨率影像的信息提取。通过曲线分析验 证了最优尺度或适宜尺度是一个连续的范围值,而不是一个断点值的观点。 4.提出三种不同的对象类型的概念:纯对象、混合对象与伪对象。影像信息提取 在纯对象占多数的尺度层提取能保证有较高的分类精度,因此选择最优分割尺 度也就是选择影像中纯对象最多而混合对象数目最少的分割尺度。 5.以影像对象为基本实体的尺度转换方法就是影像的多尺度分割。不同尺度层上 影像对象的属性信息是基于原始影像像元的整合,从而避免了重采样过程中损 失大量的有用信息。 6.提出可以用影像对象的均值、标准差、异质性系数与分形维数作为评价面向对 象尺度转换的指标,根据这四个指标随尺度的变化趋势分析尺度转换方法的合 理性。 7.全面介绍了面向对象影像分析技术。面向对象技术在遥感应用中有着无可比拟 的优势,是当前影像分析技术的发展趋势。本文回顾了面向对象影像分析中影 像分割技术与信息提取技术的方法与研究进展,详细讨论了以遥感影像分析为 目标的多尺度影像分割技术以及模糊数学分类技术。 8.面向对象技术中尺度问题应用:以大庆市城市绿地遥感调查为目标,采用面向 对象的信息提取技术及类别识别的最优尺度选择方法,成功提取了乔木、灌木、 人工草地与疏林地等绿地覆盖信息,展示了面向对象技术应用于遥感影像信息 提取的广阔前景
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(遥感应用研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P237

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 牟凤云;韩葵;;面向对象的遥感湿地植被分类与信息提取——以微山湖为例[J];安徽农业科学;2012年12期
2 陈晨;张友静;;基于多尺度纹理和光谱信息的SVM分类研究[J];测绘科学;2009年01期
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5 张俊;于庆国;朱晓东;刘恺;;面向对象的高分辨率影像特征选择研究[J];测绘科学;2011年03期
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10 胡文亮;赵萍;董张玉;;一种改进的遥感影像面向对象最优分割尺度计算模型[J];地理与地理信息科学;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 唐雪海;北京市城六区三维绿量估算与分析研究[D];北京林业大学;2011年
3 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
4 买凯乐;基于ALOS遥感影像的黄土丘陵区典型流域景观制图及格局研究[D];西北农林科技大学;2011年
5 刘顺喜;高光谱遥感土地利用信息提取技术研究[D];北京林业大学;2005年
6 费鲜芸;高分辨率遥感影像在城市绿地信息提取中的应用研究[D];山东农业大学;2006年
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8 员永生;基于支持向量机分类的面向对象土地覆被图像分类方法研究[D];西北农林科技大学;2010年
9 张桂峰;粒度理论下的多尺度遥感影像分割[D];武汉大学;2010年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张兴娟;石家庄市绿地调查研究与分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 衣燕;面向对象的昆明滇池子流域高分辨率遥感影像地物信息提取[D];昆明理工大学;2009年
3 张忠伟;基于RS与GIS海南岛台风灾害对橡胶影响的风险性评价研究[D];海南师范大学;2011年
4 胡国彪;基于结构套合分析的遥感影像尺度效应研究[D];成都理工大学;2011年
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6 张乾;森林植被信息提取的尺度问题研究[D];南京林业大学;2011年
7 董张玉;一种改进的小波变换融合算法及其质量评价研究[D];安徽师范大学;2011年
8 张雨霁;高分辨率遥感影像面向对象变化信息自动提取研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
9 孙彦花;基于高分辨率遥感数据的矿区房屋信息提取方法研究[D];山东科技大学;2011年
10 李晶莹;基于面向对象的高分辨率遥感影像土地沙化调查[D];青海师范大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 郭旭东,傅伯杰,陈利顶,马克明,李俊然;河北省遵化平原土壤养分的时空变异特征——变异函数与Kriging插值分析[J];地理学报;2000年05期
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10 尹平;王润生;;基于四分树的多特征纹理图像分割[J];模式识别与人工智能;1998年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 石慧;王孝安;郭华;;秦岭华北落叶松人工林群落结构及物种多样性[J];安徽农学通报;2008年15期
7 杨金;龚元圣;陈贤;;刍论园林绿化城市景观的生态设计[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年13期
8 李明;王季槐;沈海亮;;宁夏野生蒺藜种群格局的统计分析[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年11期
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10 高欢;黄超;;城市绿地系统文化特色研究——以安徽省铜陵市绿地系统规划为例[J];安徽农业大学学报(社会科学版);2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许克福;;安徽废弃矿区的生态恢复和开发利用研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
2 李小龙;谷松岩;刘健;;星载被动微波资料(SSM/I)在2008年南方冰雪灾害监测中的应用试验[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
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4 江萍;;车牌分割中的阈值选择策略[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
5 成六三;李妍均;吴普特;赵西宁;;县域生态服务价值对生态建设的响应[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
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7 丁向华;王挺之;罗良伟;姜照勇;;基于生态学视角的土地整理生态效益评价研究——以成都市三河镇土地整理项目为例[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(上册)[C];2011年
8 王让会;李凤英;张慧芝;;基于景观格局遥感制图分析的城市生态安全动态变化[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
9 江冲亚;李满春;刘永学;李飞雪;陈振杰;;浙西山区景观空间异质性格局变化的多尺度研究——以杭州市桐庐县为例[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
10 杜志勇;刘苑秋;郑诗樟;王红胜;;退化红壤区不同模式重建森林土壤水分空间变异性[A];城市生态建设与植被恢复、重建技术交流研讨会论文集[C];2007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 孙晶华;提高水下激光成像衬度的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 绽琨;脉冲发放皮层模型及其应用[D];兰州大学;2010年
4 张忠华;喀斯特森林植被种群生态学与群落稳定性分析[D];华东师范大学;2011年
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6 鲁为华;短期围栏封育下退化绢蒿荒漠草地更新特征研究[D];新疆农业大学;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 贾奋励;电子地图多尺度表达的研究与实践[D];解放军信息工程大学;2010年
9 王佩环;景观概念设计中审美重构研究[D];武汉理工大学;2010年
10 赖军臣;基于病症图像的玉米病害智能诊断研究[D];石河子大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 车磊;景观斑块在城市道路绿化中的应用[D];华中农业大学;2010年
2 潘妍宇;山地煤矿区土地复垦规划与设计研究[D];河南理工大学;2010年
3 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
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【同被引文献】
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 狄沙力;利用卫星影像和航空影像更新基础地理信息方法研究[J];安徽地质;2002年03期
3 杨义忠,鹿献章,常丹燕,杨则东,喻根,李良军,周岭;遥感技术在城市园林绿化现状调查中的应用[J];安徽地质;1997年01期
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7 朱春华;聂跃平;;面向对象方法在SPOT5影像土地分类中的应用——以京杭大运河南旺地区为例[J];安徽农业科学;2009年07期
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9 雷添杰;宫阿都;李长春;夏江周;;无人机遥感系统在低温雨雪冰冻灾害监测中的应用[J];安徽农业科学;2011年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨久勇;高峰;向宇;;倾斜航空摄影的原理与特点[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
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4 马洪滨;熊俊楠;;变异函数拟合方法分析[A];第七届全国矿山测量学术会议论文集[C];2007年
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9 魏飞鸣;李小文;顾行发;余涛;孙源;;基于形状参数的遥感图像“同谱异物”目标区分[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
10 牛全福;程维明;兰恒星;刘勇;颉耀文;曹玉尧;;玉树地震滑坡灾害的遥感提取与分布特征分析[A];全国突发性地质灾害应急处置与灾害防治技术高级研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 李巧媛;不同气候变化情景下青藏高原冰川的变化[D];湖南师范大学;2011年
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4 范九伦;模糊聚类新算法与聚类有效性问题研究[D];西安电子科技大学;1998年
5 梁继民;多传感器决策融合方法研究[D];西安电子科技大学;1999年
6 刘贵喜;多传感器图像融合方法研究[D];西安电子科技大学;2001年
7 王雪晶;彩色线阵CCD遥感图像的校正[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李先;面向对象的土地利用变化检测方法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱春华;聂跃平;;面向对象方法在SPOT5影像土地分类中的应用——以京杭大运河南旺地区为例[J];安徽农业科学;2009年07期
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5 罗扬帆;冯仲科;张雁;;基于高分辨率影像的城市绿地快速提取方法[J];北京林业大学学报;2007年S2期
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8 薛萍;刘东春;;基于遥感与GIS技术的城市绿地信息提取和统计方法研究[J];测绘标准化;2011年04期
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1 王斐斐;魏建兵;文雅;吴志峰;;遥感湿地信息提取方法研究评述[A];全国国土资源与环境遥感应用技术研讨会论文集[C];2009年
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6 叶勋;李胜;邢鹏;王锋涛;;利用eCognition对高分辨率卫星影像进行土地利用调查的研究[A];新技术在土地调查中的应用与土地科学技术发展-2005年中国土地学会学术年会论文集[C];2005年
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8 李卫国;蒋楠;;基于遥感数据融合的小麦种植面积提取[A];S10 气象与现代农业发展[C];2012年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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3 唐雪海;北京市城六区三维绿量估算与分析研究[D];北京林业大学;2011年
4 亓兴兰;SPOT-5遥感影像马尾松毛虫害信息提取技术研究[D];福建农林大学;2011年
5 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
6 杨德生;重庆市渝北区地表景观格局时空演化及生态环境响应[D];成都理工大学;2011年
7 江辉;基于多源遥感的鄱阳湖水质参数反演与分析[D];南昌大学;2011年
8 袁枫;机载LIDAR数据处理与土地利用分类研究[D];中国矿业大学;2010年
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10 买凯乐;基于ALOS遥感影像的黄土丘陵区典型流域景观制图及格局研究[D];西北农林科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 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
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4 李先;面向对象的土地利用变化检测方法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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6 付志鹏;基于WorldView-2影像的分类及建筑物提取研究[D];浙江大学;2011年
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9 吕鹏;遥感数字图像类特征的二阶统计纹理分析[D];昆明理工大学;2010年
10 衣燕;面向对象的昆明滇池子流域高分辨率遥感影像地物信息提取[D];昆明理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李颖,赵文吉,李小琳;遥感影像的分类与识别技术在土地资源调查中的应用[J];长春科技大学学报;2001年03期
2 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
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