遥感影像多尺度分割中最优尺度的选取及评价

多尺度分割是面向对象图像分析技术的前提和关键,多尺度分割的质量直接影响着面向对象分类的精度,但尺度选择仍然是多尺度分割中的一个难题。针对此问题,根据遥感影像的最优分割尺度与影像上目标复杂度密切相关的事实,提出了一种自上而下基于分割对象复杂度选取最优尺度的方法。该方法在分割过程中,提取每一对象的影像特征构建其复杂度函数,通过设置阈值,经迭代计算来确定每一对象的最优分割尺度,进而得到具有全局最优尺度的分割结果,并将其应用于ZY-3多光谱数据和GF-2融合影像,得到分割和分类结果。并将其与单一最优尺度和非监督评价法的分割及分类结果进行比较,结果表明：该方法能够获取与地面目标相匹配的分割尺度,改善了分割效果,提高了分类精度,具有一定实用价值。     

多尺度分割的高分辨率遥感影像分类对比研究

为进一步提高高分辨率影像地物分类精度,以高分2号卫星影像为研究数据,根据高分2号卫星遥感影像光谱信息以及高空间分辨的结构特点,从遥感影像数据分割的尺寸效果及其各种地物显著特征着手,通过局部方差法寻求出各类地物的最优分割尺度,并建立尺度网络层,利用继承进行多尺寸下多特征的整体融合,在最优尺度层下根据光谱特征、形状特征对高分2号影像进行多特征融合与多尺度分割实验,并在此基础上进行了典型地物的分类对比研究。结果表明多特征融合多尺度分割能够较好利用高空谱信息提高地物分类精度。     

基于形态学阴影指数的高分二号影像建筑物高度估计

高分二号卫星是我国自主研发的高分辨率对地观测卫星,分辨率达到亚米级。利用高分二号卫星遥感影像,结合数学形态学和面向对象分类的思想进行城市建筑物高度估计。首先,利用多尺度分割将影像分割成对象;进而结合光谱、形状、形态学阴影指数(MSI)等特征面向对象进行分类,相对准确提取出建筑物的阴影并计算阴影的长度;最后,结合影像成像时的卫星、太阳和建筑物的几何关系模型进行建筑物高度估计,并利用实地测量数据进行精度评价和误差分析。结果显示,90%的估计结果绝对误差小于1m,说明该方法可以有效地从高分二号影像中提取建筑物高度,展现了国产高分辨率遥感影像提取城市建筑物信息的巨大潜能。     

基于面向对象的高分影像分类研究

遥感技术已经成为实现地表信息提取的主要手段。以高分辨率影像为主要数据源,采用面向对象的多尺度分割算法,根据对象的光谱、形状等特征,实现了面向高分遥感数据的土地利用分类算法。该算法结合了面向地物对象和综合对象特征的分类方法,充分发挥了高分辨率影像进行精细地物分类的优势,得到了高精度的分类结果。通过西双版纳纳板河流域国家级自然保护区实例验证表明:该算法总体精度达到88.58%,Kappa系数达到0.77,精度符合应用要求,能够实现土地利用高精度、快速的分类。     

一种两阶段区域生长的遥感图像分割算法

提高图像分割算法的精度与速度对遥感影像的解译工作具有重要意义。提出了一种基于区域生长的遥感图像分割算法,包括的两个步骤分别是局部最优合并和全局最优合并。第一步注重提高图像分割的速度,在其具体实现中引入了一个局部最优合并的阈值,以减少错误的合并;第二步侧重提高图像分割的精度,在其实现过程中利用了一种高级数据结构红黑树来提高搜索最优合并区域的速度。最后,利用模拟的遥感影像和Orbview\|3高分辨率影像开展了图像分割实验。利用一种监督的图像分割精度评价方法,定量评价了该方法的性能。实验结果表明:该方法在分割精度和分割速度方面都取得了令人满意的效果。     

面向对象的遥感影像最优分割尺度评价

遥感影像分割决定了后续分类的精度,鉴于目前分割技术评价的研究缺乏且局限于主观判断的现状,以定量方法确定最优分割尺度。利用Definiens平台面向对象的分割算法,将组成对象的像素灰度值的标准差作为衡量对象内同质性的标准,用与邻域的平均差分的绝对值作为对象间的异质性度量变量,同时考虑面积权重的影响;根据上述3个评价指标,在考虑多光谱影像的基础上,构造了平均分割评价指数;基于该评价指数,以优度实验法对QuickBird多光谱影像进行了研究,并确定了不同地物类型的最优分割尺度。最后,利用平均对象匹配指数对评价结果进行了验证,并对评价方法的可行性进行了探讨。     

基于多尺度分割的遥感影像滨海湿地分类

基于多尺度的高分辨率遥感影像分类方法研究,可以为滨海湿地动态监测、规划保护提供更详尽的湿地分类信息和更快速的数据获取方法,对湿地保护具有重要意义。选取连云港青口河入海口处湿地为研究区,以高分辨率遥感影像WV\|Ⅱ和航空遥感影像为数据源,利用多尺度分割方法将影像分割成不同层次的实体对象;在不同层次,以实体对象为单元,结合光谱、形状、纹理等不同影像特征,进行滨海湿地分类研究,结果表明:利用该方法分类后,研究区各种湿地类型都达到较高精度。基于多尺度分割的影像分类方法能充分利用各种影像特征完成湿地分类,有效地减少了遥感影像中的“椒盐”现象,提高了分类精度;选择适宜的分割尺度和分割参数是基于多尺度分割的遥感影像分类方法提高精度的前提。     

高分辨率遥感影像道路提取

针对实际应用中高分辨率遥感影像道路提取自动化程度低的现状,提出了一种半自动的高分辨率遥感影像道路提取方法。方法采用数据预处理、尺度分割、分类以及形态优化的工作流程,对高分一号遥感影像进行道路半自动提取。数据预处理利用NDWI、DNVI获得道路潜在区域,边缘增强突出道路边缘信息;采用多尺度分割切割道路潜在区域,尺度对比法获得道路最优分割尺度;主要依据道路的光谱特征、形状特征制定分类规则集进行分类;运用形态学开启运算、闭合运算优化道路形态。实验结果表明:在样本区域内提取精度达到90%,整景影像提取精度达到80%,且可推广到具有陕北地区地貌特征的高分一号影像道路快速提取应用中。     

基于面向对象的青海湖环湖区居民地信息自动化提取

居民地的空间格局和密度直接反映着区域人类活动的强弱程度,影响着区域人地系统演变和生态环境可持续发展。基于高分辨率卫星遥感影像数据,提出了一种面向对象的青海湖环湖区居民地信息自动化提取方法。首先,利用尺度集理论对高分辨率卫星遥感影像进行多尺度分割,获取不同尺度的分割对象;其次,通过机器学习算法集对分割对象的自定义特征、光谱特征、几何特征和纹理特征进行训练,选取最优自动分类算法;最后,利用最优自动分类算法提取青海湖环湖区城镇居民地和农村居民地信息。采用平均召回率、平均准确率和平均F值评价指标对分类结果进行精度评价,其中,城镇居民地各评价指标均在93%以上,农村居民地各评价指标均在86%以上。结果表明:该方法提取城镇居民地和农村居民地总体精度较高,在大面积人类活动精细化监测中具有较好的科学意义和应用价值。     

最优尺度下的面向对象建筑物提取北大核心CSCD

针对基于面向对象方法提取建筑物准确度与精度不高的问题,提出了一种面积方差最优尺度分割法。该方法利用SPOT 5卫星遥感影像,根据建筑物特征对影像进行多尺度分割,以所有类别分割对象与实际目标匹配程度作为衡量的依据获得最优尺度。在不同尺度等级的对象层次上,根据对象的多特征组合,完成对建筑物分层分类提取。实验结果表明,该方法大大减少了分类的不确定性,获取了较高的精度,为建筑物准确提取提供了思路。     

基于影像融合和面向对象技术的植被信息提取研究

高分辨率影像具有丰富的光谱信息和空间信息。采用不同的图像融合技术融合GeoEye影像全色波段和多光谱波段,用建立的参考多边形和对应多边形残差法评价分割质量,以确定研究区各地物类型的最优分割参数组合,选择目标地物分类特征,建立分类规则,在此基础上实现研究区内不同地物类型的面向对象信息提取。结果表明:Gram-Schmidt(GS)融合法具有最优的融合效果,所选特征能够很好地实现目标地物信息提取,并且具有明确的地学意义,面向对象信息提取总体精度达到90.3%,Kappa系数为0.86,该研究为高精度植被信息的提取提供了有效的方法。     

结合地籍数据的高密度城区面向对象遥感分类 

利用高分辨率遥感影像和GIS辅助数据,对高密度城区进行面向对象的土地利用覆被分类研究。使用NAIP高分辨率航空遥感影像,在多尺度影像分割的基础上,针对特定地物选择合适的影像分割参数。采用决策树方法建立高密度城市地区的分类规则,并结合该地区地籍图数据作为辅助数据,逐步进行高密度城市地区地物信息提取。利用辅助数据进行面向对象的遥感分类效果优于单纯依靠遥感影像进行的分类,且有效提取了道路和复杂的房屋等信息,得到了理想的分类结果,其总分类精度从常规面向对象方法的84.08%提高到89.79%。利用辅助数据进行遥感分类提高了高分辨率遥感影像的分类精度,说明了利用辅助数据进行遥感分类方法的有效性。     

Segmentation of High Spatial Resolution Remotely Sensed Data Using Watershed with Self-adaptive Parameterization

Segmentation of high spatial resolution remotely sensed image is the important foundation of Object\|Based Image Analysis(OBIA), most of the image segmentation algorithms involve the problem of parameter setting. Self\|adaptive Parameterization is one of the key factors that affect the efficiency and effectiveness of remote sensing image segmentation. Considering that traditional watershed segmentation algorithm is susceptible to noise and the segmentation scale parameter is difficult to be self\|adaptively chosen,this paper propose a scale self\|adaptive method in watershed segmentation. After median filtering in primary image, this paper uses spatial statistical method to realize the self\|adaptive setting of watershed segmentation parameters, and then segments the high spatial resolution remote sensing image. This study uses IKONOS and Quickbird multispectral images as experimental data to testify the validity of the method proposed by this paper. The homogeneity within the segmentation parcels and the heterogeneity between thesegmentation parcels are used to build up a synthetic evaluation model to quantitatively evaluate the segmentation results by the proposed method by comparing with different parameter sequences segmentation results. The comparison result show that the proposed method perform well in high spatial resolution image segmentation. As result, the method proposed in this paper not only improves the accuracy of image segmentation to a certain extent, but also raises the automation of the segmentation parameter selection, which provides a new way for image segmentation and the research of parameterization in the future.     

一种高空间分辨率遥感影像信噪比测定方法

信噪比是用来评价遥感影像质量一个重要的辐射特性参数。通过合适的方法精确地测定出遥感影像对应的信噪比参数,可以帮助数据提供者或用户更好地预测和提高遥感影像的信息提取能力。现有的信噪比测定方法大多基于中低空间分辨率遥感影像进行,并不能很好地适用于高空间分辨率遥感影像。针对现有信噪比测定方法的这一局限性,从高空间分辨率遥感影像本身特点出发,通过自适应地划分DN值子区间,以一定百分比最小局部标准差的平均值估算每一DN值子区间对应的噪声大小,进而估算每一DN值子区间对应的信噪比。该方法充分考虑了高分遥感影像内空间细节信息、边缘信息以及纹理信息较强而使得均值区域很难获取的特点。研究表明:改进的方法对于估算高分遥感影像信噪比具有较好的适用性。     

联合快舟一号影像纹理信息的城市土地覆盖分类

仅依靠光谱信息无法满足高分辨率遥感分类的应用需求,辅之以纹理特征信息进行分类,可提高影像分类精度。利用KZ\|1卫星影像和Landsat\|8卫星影像数据,基于面向对象的影像分割法和灰度共生矩阵纹理分析法对新疆石河子市局部城区进行了地表覆盖分类实验,将不同空间分辨率的全色影像纹理信息、光谱信息构成多种影像特征组合进行分类比较研究,以选择最佳的分类特征集。结果表明:KZ-1影像能为城市区域的土地覆盖分类提供丰富的纹理信息,面向对象的影像分割可较好地利用高分辨率数据的几何结构信息实现优化的影像分割,从而提高多光谱影像的分类精度,总体分类精度为90.06%,Kappa系数为87.93%,比单纯利用光谱信息分类的总体精度提高了8.02%,Kappa系数提高了9.65%,表明KZ\|1数据可为光谱分类提供丰富的纹理信息,从而提高城市区域的土地覆盖分类精度。     

太湖湖滨敏感区的土地利用遥感分类研究

近年来太湖流域水体污染日趋严重,土地利用是重要的环境变化影响因子,对太湖湖滨敏感区土地利用分类研究具有重要意义。研究基于2010年ALOS多光谱遥感影像,以太湖流域上游的武进港、直湖港流域为研究区,根据研究区实际状况和研究目的,建立太湖流域上游湖滨敏感区的土地利用/土地覆被分类系统,并用于该地区的面向对象遥感分类,研究通过影像的多尺度分割,获得不同层次的影像对象,在不同层次设置对应的分类规则,以充分利用影像中地物的光谱、纹理和不同层对象相互关系等信息,从而提高分类效果。研究表明:在面向对象多尺度影像分割的基础上,基于决策树建立多个分类规则的分类方法,能够有效提取建设用地、道路、水体等几类信息,分类总体精度达到88.00%;同时,该地区主要土地利用类型如耕地、农村居民点和城镇居民点的分类精度也较高,这也表明该分类方法对整个太湖流域以及其他平原河网地区的土地利用相关研究具有一定的实用价值。     

基于U-Net的高分辨率遥感图像土地利用信息提取

随着现代遥感技术的迅速发展,遥感图像的质量和数量得到了显著的提升,新技术带来的高分辨率遥感图像所蕴含的信息也更加丰富,如何利用人工智能手段辅助挖掘这些丰富的信息也成为了遥感图像分析与理解的重要内容.与此同时,以深度卷积神经网络为代表的人工智能技术在图像处理领域大放异彩.得益于类人眼的分层卷积池化模型,深度卷积神经网络可...     

结合多特征和模糊偏好关系的高分辨率遥感影像分割

高空间分辨率(简称高分辨率)遥感影像除光谱特征外,还包含丰富的纹理特征,为了实现高分辨率遥感影像的高精度分割,提出结合多特征和模糊偏好关系的分割方法.首先,通过像素光谱测度定义多种统计特征,根据定义的各个特征提取特征影像并分别实现影像分割,利用其结果构建模糊决策矩阵;然后,基于像素定义特征间的模糊偏好关系矩阵,计算不同特征对最终分割决策的权重,并对模糊决策矩阵加权以突出优势特征,抑制劣势特征;最后,通过反模糊化决策矩阵得到最优影像分割结果.对合成影像和真实高分辨率遥感影像的分割结果进行定性和定量评价,结果表明,合成影像的分割总精度为99.8%,Kappa值为0.998,说明所提出的算法通过结合各特征的优势部分能够获得高精度的分割结果.