收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

粒度理论下的多尺度遥感影像分割

张桂峰  
【摘要】:高空间分辨率遥感技术的发展在给遥感应用带来机遇的同时也带来了挑战,传统基于像素的影像分析方法局限性日益凸显。面向对象遥感影像分析技术在消除椒盐噪声、处理空间关系方面具有极大的优势,已成为当前发展趋势。在面向对象的遥感影像分析技术中,一个非常关键的技术就是影像分割。高分辨率遥感影像上,地物种类众多,且呈现层次性、结构化特征。为从多角度、多层次分析与理解地学现象,需要利用不同尺度的分割结果进行分析。但是,目前已有的大部分多尺度分割算法对高分辨率遥感影像的针对性不够,并且各层信息难以传递。鉴于此,论文将粒度理论里的粒度合成及粒度分层技术引入到高分辨率遥感影像分割过程中来,力图探索一条高分辨率遥感影像多尺度分割的有效途径。 论文从遥感影像所反映地物的多尺度特性出发,结合粒度合成及粒度分层技术,对粒度概念下的高空间分辨率遥感影像多尺度分割做出了一些理论探讨、算法设计和实验分析工作,主要内容如下: (1)提出了一种嵌入边缘信息区域自适应的标记分水岭高分辨率遥感影像分割方法。该方法通过阈值分割方法从梯度影像上提取标记影像,且阈值通过区域自适应方法进行确定。对于每一像素,阈值由局部区域梯度分布及影像直方图的分位数共同决定。区域自适应的阈值生成方法保证了纹理丰富区域阈值高,而光谱变化平缓的区域阈值低。此方法生成的标记影像更符合实际情况。嵌入置信度的边缘提取方法一定程度上可提取弱边缘,且边缘定位精度高。利用其修改梯度影像,使得边缘上点最后被浸没到,成为对象边界。 (2)提出了两种标记分水岭多尺度影像分割方法:基于尺度空间和基于Mumford-Shah模型的多尺度影像分割方法。基于尺度空间的方法利用标记分水岭方法分割尺度空间中多个尺度的影像,从而获得多尺度的分割结果。同时以尺度空间为基础,建立多尺度分割与多尺度边缘提取间的尺度联系,将同一尺度影像上提取的边缘引入到标记分水岭分割过程中。基于Mumford-Shah模型的标记分水岭尺度化方法以标记分水岭方法所得同质斑块为基元,通过不断合并合并代价最低的相邻斑块来实现Mumford-Shah函数的最小化。以区域拟合误差与相邻斑块公共边长度的比值来定义合并代价,其间边缘信息的引入,使得公共边与边缘重叠度高的相邻斑块被合并概率降低。 (3)提出了基于分割结果评价的尺度选择方法。以分类样本为参考数据,利用分割结果评价方法评价各尺度分割结果的吻合程度,以选择各类地物的最佳分割尺度。分类样本反映了分类目的,因此,由此方法选择的尺度更能符合分类目。另外,遥感影像地物种类众多且固有尺度不尽相同,这也决定了需要选择出多个最合适分割尺度。考虑到同一地表覆盖类型内地物尺度相似,因此可以为每一种地表覆盖类型选择出一个最合适的分割尺度。对于某一地表覆盖类型,尺度选择时以该地表覆盖类型的样本数据为参考数据。 (4)提出了两种尺度综合理论与方法:基于粒度分层技术和基于粒度合成技术。基于粒度分层技术的尺度综合方法将影像分割过程分为两个层次:粗分割与细分割。粗分割将影像按地表覆盖类型划分为多个大的影像斑块,细分割则将每个大的斑块细分,细分所用尺度依据斑块所属地表覆盖类型确定。基于粒度合成的尺度综合方法利用尺度选择技术为每一地表覆盖类型选择一个最佳尺度的分割结果,形成中间粒度空间,并利用拓扑结构合成技术完成粒度空间的合成,最终实现尺度综合。 论文的主要创新点在于: (1)提出了两种标记分水岭多尺度分割方法:基于尺度空间的以及基于Mumford-Shah式的。基于尺度空间的标记分水岭多尺度分割方法以尺度空间为基础,建立了多尺度边缘提取与多尺度影像分割间的尺度联系,每个尺度影像分割时引入对应尺度的边缘信息。基于Mumford-Shah式的标记分水岭多尺度分割方法,以标记分水岭方法所得同质斑块为基元并引入边缘信息,可消除大量小面积斑块及提高边界定位精度。 (2)提出了基于分割结果评价的尺度选择技术。以分割评价结果为标准进行尺度选择,而分割质量体现了分割结果与样本数据的符合程度,因此该尺度选择方法所得尺度能更好的符合应用目的。 (3)提出了两种尺度综合理论和方法:基于粒度分层理论及基于粒度合成理论。基于粒度分层的尺度综合方法利用分层方法来分割遥感影像,利用上一层获得的信息指导下一层分割尺度的选择,实现了信息在不同层之间的传递,同时实现了多个尺度分割结果的综合。基于粒度合成的尺度综合方法将不同尺度的分割结果综合,最终分割结果中综合了多个尺度的影像斑块。该方法将多维任务分解为多个一维任务然后进行综合,提高分割效率和减小分割难度。 本文将粒度概念引入到高空间分辨率遥感影像分割过程中,实验与分析表明,本文所提方法能自适应的为包含不同类型地物的影像、不同分类目的提供满足分类要求的分割结果,具有良好的可行性与有效性。 尚需进一步研究的问题: (1)研究能依据地表覆盖类型自动确定尺度选择中的分割结果度量标准与方法,增强尺度选择技术的自适应性。 (2)研究不同地物类型对应分割尺度之间的差异,将地物划分为更多地表覆盖类型,使得同一地表覆盖类型中的地物分割尺度更为接近。 (3)在基于粒度分层技术的尺度综合里,充分利用上一层分割中获得信息(如斑块的破碎度)进行尺度选择,提高分割效率。 (4)研究每种地表覆盖类型最佳分割特征与分割方法,并利用不同特征与方法来获取每种地表覆盖类型的最适合的分割结果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 王芳;杨武年;王建;谢兵;任金铜;;遥感影像多尺度分割中最优尺度的选取及评价[J];遥感技术与应用;2020年03期
2 周觅;张杰林;;遥感影像尺度转换及最优尺度选择探讨[J];世界核地质科学;2011年02期
3 杨旭艳;赵婷;;不同尺度遥感影像上水体提取效果分析[J];地下水;2012年02期
4 吴海平;邵妍;倪建光;;多源多尺度遥感影像色彩平衡方法研究及工程应用[J];测绘与空间地理信息;2021年06期
5 盛忠谊;常海苗;;基于人性化尺度的希望小学改造设计研究[J];西部皮革;2020年24期
6 车路遥;;市场经济的法律尺度:结构分析与评判[J];法学评论;2021年05期
7 谭瑛;王淳淳;韩晓昱;;流域·市域·城域:城市山水格局的多尺度数字化解析方法研究[J];现代城市研究;2021年10期
8 陈梦佳;吴剑锋;孙晓敏;林锦;吴吉春;;地下水典型非水相液体污染运移模拟的尺度提升研究[J];水文地质工程地质;2020年01期
9 李刚;马继望;梁湘三;;2008年1月中国南方低温雨雪期间异常阻塞高压事件的多尺度动力过程分析[J];气象学报;2020年01期
10 靳冬雪;刘恩山;;跨学科概念“尺度”教学单元的设计[J];生物学通报;2019年11期
11 张起鹏;王倩;张春花;王文浩;苏有文;吕飞;;论地理学的尺度与尺度效应[J];甘肃高师学报;2020年02期
12 陈唯真;;《情绪尺度(三)》[J];大众文艺;2019年12期
13 陈唯真;;《情绪尺度(四)》[J];大众文艺;2019年13期
14 陈唯真;;《情绪尺度(二)》[J];大众文艺;2019年11期
15 陈唯真;;《情绪尺度(一)》[J];大众文艺;2019年14期
16 杨冬梅;;有尺度的使用也是一种节约[J];美术观察;2017年12期
17 苏莞荃;;谈新闻特稿的“自由”与“尺度”[J];传播力研究;2017年09期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 陈元贵;;文化情境与审美尺度的生成问题[A];东方丛刊(2008年第2辑 总第六十四辑)[C];2008年
2 葉旗福;賴進興;林清和;鄭立新;陳明仁;蔡匡忠;陳宣匡;;不同尺度非控制型重油燃燒對多環芳香烃污染物排放的影[A];十一届全国气溶胶会议暨第十届海峡两岸气溶胶技术研讨会摘要集[C];2013年
3 白以龙;;多尺度力学的案例和可能模式[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
4 潘婷;;目标化思维的两个尺度[A];《思维科学与21世纪》学术研讨会论文集[C];2010年
5 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
6 罗雄飞;廖再飞;刘伟;;流程工业多尺度数据可视化系统的设计与应用[A];2009中国过程系统工程年会暨中国mes年会论文集[C];2009年
7 李启兵;陈柏栋;符松;;一种适合多尺度流动问题的气体动理学格式[A];中国计算力学大会2014暨第三届钱令希计算力学奖颁奖大会论文集[C];2014年
8 李喜德;;跨尺度实验固体力学—发展及挑战[A];第十三届全国实验力学学术会议论文摘要集[C];2012年
9 蒋涤非;;双尺度城市营造——现代城市空间形态思考[A];构建和谐社会的城乡规划——2005年全省城乡规划论文竞赛获奖论文集[C];2005年
10 张涛;李雅堂;阎睿;杨卓;;基于多尺度的非线性动力学分析及其在神经系统中的应用[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年
11 王伟;于达仁;祝豪;;基于多尺度的虚拟传感器分析[A];2004电站自动化信息化学术技术交流会议论文集[C];2004年
12 鲍文;祝豪;刘金福;;基于多尺度小波变换的电厂数据压缩方法研究[A];2004电站自动化信息化学术技术交流会议论文集[C];2004年
13 李喜德;叶璇;王稳;王振;;多尺度材料力学性能测量技术及典型应用[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
14 何险峰;舒红平;雷升锴;罗飞;徐箐;张祥锋;;四维尺度范畴公共气象服务系统[A];创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S3第三届气象服务发展论坛——公众、专业气象预报服务技术与应用[C];2013年
15 程璐;李易;;步行尺度在城市街道中的重要性分析及规划建议[A];中国风景园林学会2013年会论文集(上册)[C];2013年
16 王颖芳;华晨;张彦芝;;小城镇,“微”生活——基于城市美学的小城镇城市设计尺度抉择的探讨[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
17 张英鸽;;物质粒子尺度与功能间的关系[A];全国第十二届生化与分子药理学学术会议论文集[C];2011年
18 阮承祥;高卫民;陈运法;;纳米羟基磷灰石粒子的制备、尺度与形貌调控[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
19 陈驰;剧锦三;;多尺度模型的适用性和优越性[A];北京力学会第二十五届学术年会会议论文集[C];2019年
20 吴爽;高向宇;凌利改;李杨龙;丁彩虹;;超长尺度防屈曲支撑的构造初步研究[A];《工业建筑》2015年增刊Ⅰ[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 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
2 赵巍;多尺度系统建模、估计与融合方法研究[D];西北工业大学;2000年
3 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
4 胡忠文;基于区域的遥感影像多尺度表达方法与应用研究[D];武汉大学;2013年
5 戴景平;善恶的人性尺度和社会尺度[D];吉林大学;2007年
6 马宗瀚;地块尺度蒸散模型研究[D];中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院);2021年
7 罗军;基于多尺度层次的深圳城市平面格局演进研究[D];华南理工大学;2017年
8 张娜;碳酸盐岩油藏多尺度有限元流动模拟研究[D];中国石油大学(华东);2014年
9 徐赛萍;地表温度空间降尺度方法及其应用研究[D];中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院);2021年
10 崔燕;基于监测数据和多尺度模拟的结构性能感知方法[D];哈尔滨工业大学;2020年
11 刘能源;合成孔径雷达图像多尺度目标检测技术研究[D];电子科技大学;2020年
12 任国武;材料的多尺度模拟[D];复旦大学;2010年
13 李宏;一公里到一毫米—超尺度建构的设计与理论研究[D];中国美术学院;2013年
14 王艾;面向决策支持的变尺度聚类分析技术[D];北京科技大学;2021年
15 丛杰;多层级复合材料薄壁结构的扩展多尺度有限元分析方法研究[D];大连理工大学;2020年
16 胡永宁;毛乌素沙地乌审旗境内NDVI与环境因子的尺度响应[D];内蒙古农业大学;2012年
17 蒋五一;特大型城市多尺度生态用地分类与适应性规划研究[D];华东师范大学;2019年
18 吕军;感性材料与结构化学—力学耦合行为分析模型及多尺度计算方法研究[D];大连理工大学;2012年
19 向可;仿人眼尺度自动选择理论和应用研究[D];浙江大学;2013年
20 刘娟花;多尺度数据融合算法及其应用研究[D];西安理工大学;2019年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 何银飞;基于深度学习的高分遥感多尺度实例分割融合研究[D];华中师范大学;2021年
2 宋田光;马克思人道尺度和历史尺度统一思想研究[D];吉林大学;2020年
3 韩芳;高中生地理尺度思想培养研究[D];河南大学;2017年
4 臧喆;城景过渡空间的尺度探索[D];长安大学;2015年
5 王旭东;造型基础中的尺度因素研究[D];清华大学;2004年
6 何哲;尺度的记忆[D];西安建筑科技大学;2003年
7 李鑫;多尺度目标跟踪方法研究[D];西安理工大学;2021年
8 张雪秋;多尺度信息系统中最优尺度选择的研究[D];重庆邮电大学;2020年
9 陈静;尺度理论视角下的中外市辖区规模形成机制比较研究[D];南京大学;2015年
10 孙浩浩;江苏省管县背景下的尺度重组[D];南京大学;2014年
11 霍鑫颖;中国居民家庭的等价尺度及其应用研究[D];天津财经大学;2012年
12 宋婷婷;围绕视觉需求论城市雕塑的尺度[D];西北民族大学;2011年
13 郝鹏;北京旧城尺度的分析与有机更新研究[D];北京工业大学;2007年
14 张延锋;随机动态过程的多尺度表示方法研究[D];河南大学;2004年
15 范艺丹;基于不同尺度遥感地质解译协同性分析[D];中国地质大学(北京);2013年
16 沈聪;温度对鲢鳙代谢尺度及交换面积的影响[D];西南大学;2020年
17 师文婷;人性化尺度在校园景观规划设计中的应用初探[D];西安建筑科技大学;2011年
18 王梦瑶;基于地理尺度思想培养的高中地理教学研究[D];上海师范大学;2021年
19 韩亮亮;景观设计中人文尺度的研究[D];武汉工业学院;2012年
20 刘迪;我国政府宏观调控的尺度把握[D];长春工业大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 全媒体记者 向磊;决心不变 尺度不松 力度不减 推进脱贫攻坚工作水平整体提升[N];恩施日报;2020年
2 陇东报、掌中庆阳记者 吕赟;惩戒的尺度[N];陇东报;2016年
3 湖南日报全媒体记者 欧阳倩;重拾“教鞭权”,尺度如何拿捏[N];湖南日报;2021年
4 国家教育咨询委员会委员 教育部原副部长 王湛;教育的尺度[N];中国教师报;2021年
5 本报首席评论员 朱珉迕;教育的尺度,终究是“人”[N];解放日报;2019年
6 特约评论员 商寅泉;以更加开放的姿态调整对外交往的尺度[N];中国产经新闻;2019年
7 本报记者 周世祥;博物馆展出复制品,尺度在哪里[N];光明日报;2019年
8 本报记者 郭静 通讯员 孙冰倩;春捂也讲求掌握“尺度”[N];广东科技报;2018年
9 本报记者 高凡丁;“双年展经济”的尺度在哪里?[N];中国美术报;2018年
10 本报记者 高苗;力度不减 尺度不松 形成机制 整改工作将持续到明年六月底[N];榆林日报;2018年
11 本报评论员 付小为;幸福城市以人为尺度[N];长江日报;2011年
12 特约记者 秦虹光 通讯员 孙婕;轻微违法首违免罚 尺度温度并行不悖[N];中国交通报;2022年
13 本报评论员;严管有“尺度” 厚爱有“温度”[N];湖州日报;2019年
14 记者 廖洋 通讯员 陈伟;青岛理工大学 “微纳尺度3D打印”专利数量居全球首位[N];中国科学报;2020年
15 本报记者 王茵;透视城管执法背后的尺度、制度与温度[N];辽源日报;2018年
16 韩哲;“两会”的尺度自信[N];北京商报;2015年
17 杨大正 胡少如;一手楼纠纷实行统一审判尺度[N];广东建设报;2009年
18 记者 张梦然;毫米尺度磁控软体机器人问世[N];科技日报;2018年
19 本报记者 赵昂;“毕业经济”可以火热但需尺度[N];工人日报;2016年
20 汪世福 章国生 林京辉;帮建基层以实效为尺度[N];人民武警;2004年
 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