高分辨率光学卫星影像线段融合方法

针对高分辨率光学卫星影像线段断裂问题,基于不同方法线段提取结果优势互补的思想,提出一种简单的线段融合方法。首先,从边缘提取、边缘跟踪入手,对不同方法试验结果进行对比分析,以此验证融合不同方法线段提取结果的必要性;其次,选取边缘提取、边缘跟踪差异性较大的两种线段提取方法作为融合基元,并对戴激光等提出的线段提取方法进行了改进;然后,通过相位分组、端点约束、拓扑约束,构建不同方法线段的匹配模型;最后,依据线段长度优先的原则,建立线段融合决策模型。通过多幅不同类型、不同大小、不同覆盖区域的高分辨率光学卫星影像试验结果对比分析,本文方法相对于其他方法,具有线段结果完整度高的优势。     

高分辨率遥感影像主干道路提取的感知编组方法

针对高分辨率遥感影像的道路提取受"同物异谱、同谱异物"干扰的问题,该文提出一种基于感知编组的高分辨率遥感影像主干道路自动提取方法:首先,使用Line Segment Detector算法提取影像中直线段信息。然后,利用高分辨率遥感影像上的道路几何特征对直线段进行感知编组;最后,经过长度约束得到道路信息。使用两景影像进行了主干道路提取实验。实验结果表明,两个实验中主干道路提取的完整率、正确率和检测质量都在96%以上。     

结合Gabor纹理与几何特征的高分辨率遥感影像城区道路提取方法

在充分考虑道路频谱在不同频带、不同方向上能量分布的基础上,提出一种基于Gabor纹理与几何特征相结合的高分辨率遥感影像城区道路提取方法。首先通过Gabor滤波器组得到遥感影像不同频带、不同方向上的Gabor纹理特征,并利用K-means方法对遥感影像进行分割;然后利用形态学方法分割与道路相连的地物,并选取适当的几何特征剔除非道路地物;最后利用形态学方法对道路网进行修整。实验结果表明,该方法可以有效、便捷地从高分辨率遥感影像中提取城区主干道路网。     

基于图像分块和线段投票的遥感道路边缘线提取

从遥感图像中提取边缘线是一个经典的课题,不同的边缘提取算法适用于不同类型的图像。实际图像中道路的几何形状不甚规则,因受到建筑和树木遮挡导致对比度较低且噪声影响较严重,道路边缘线会发生断裂,故高分辨率遥感图像道路边缘线提取一直是一个研究热点。针对现有方法很难提取出清晰连续的道路边缘线问题,提出一种遥感图像道路边缘线提取新方法:首先通过方向模板检测边缘点,搜索出分块图像中的子线段;然后延伸子线段并进行投票,连接处于弯曲边缘线的直线段,将长度大于特定阈值的边缘线作为输出结果;最后去除毛刺和分叉,取8个方向道路的并集作为最终道路网。实验结果表明,该方法能够从高分辨率遥感图像中较好地提取带有一定曲率、对比度较低、噪声影响严重的道路边缘线。     

一种新的高分辨率遥感图像道路提取方法

根据高分辨率遥感影像中道路宽度变化均匀、局部方向稳定等几何特征,提出了一种基于距离约束的高分辨率影像道路的提取方法。该方法根据图像相邻边缘像素间的距离值,依次提取道路边缘像素和道路曲线段,然后编组连接各个道路段,实现道路提取。     

多特征流形鉴别嵌入的高分辨率遥感影像分类

针对高分辨遥感影像同谱异物、同物异谱导致单一特征分类结果精度较差的问题,本文提出了多特征流形鉴别嵌入的高分辨率遥感影像分类方法。该方法首先提取高分辨率影像数据的光谱特征与LBP纹理特征;然后通过样本数据的联合光谱、纹理特征的空间距离及对应的类别信息,构建影像对象的类间图与类内图,用于学习高分辨率影像上的鉴别流形结构,保证在嵌入空间上尽可能不同地物特征分离、相同地物特征紧聚,确保相同地物光谱、纹理特征的相似性,完成光谱、纹理鉴别特征的有效提取,以充分挖掘影像特征,有效提高影像的分类精度。在GF-2遥感数据集上进行试验,结果表明本文算法可实现多特征的有效融合,分类精度均优于传统方法,可达93.41%。     

高分辨率光学卫星遥感影像直线重建方法

为了解决遮挡、边缘模糊及锯齿化等因素造成的高分辨率光学卫星遥感影像检测直线的断裂问题,该文提出一种新的直线重建方法。该文首先分析了直线断裂的问题,进而揭示了其断裂的规律;其次以直线断裂规律为基础,将直线检测结果视为处理基元,依据直线长度大小确定初始长直线,同时针对初始长直线建立矩形跟踪区域;然后在该区域中建立几何光谱约束模型,多角度分析断裂直线和初始长直线间的属性差别,以此获得可参与长直线重建的断裂直线集;最后基于初始长直线及其断裂直线集,建立长直线重建模型,并动态更新矩形跟踪区域。通过不同区域多种光学卫星遥感影像的实验结果分析表明,相对于其他方法,该文方法在算法效率、重建精度、直线长度等方面,均具有较大的优势。     

基于改进半全局匹配算法的高分辨率遥感影像DSM重建

提出了一种改进的半全局匹配算法来生成高分辨率遥感影像的数字表面模型(DSM)。利用影像间连接点的几何约束关系对系统误差进行有理函数模型补偿,再将有理函数模型分成若干个块,通过考虑纹理信息的视差膨胀腐蚀算法来减小建立金字塔分层后每一层的视差搜索范围。结果表明:该方法得到的DSM精度在高程方向上保持了GSD的1.5倍,并较好地保留了地物的边缘特征。在计算效率和内存开销之间也有很好的平衡。     

运用ULBP的高分辨率遥感影像感知哈希完整性认证算法

针对现有高分辨率遥感影像感知哈希认证算法中特征提取精度和算法稳健性不能兼顾的问题,本文提出一种运用ULBP的高分辨率遥感影像感知哈希完整性的认证算法。首先对遥感影像进行格网划分,将影像划分为多个子块,运用ULBP算法提取子块的纹理特征;然后计算每个子块内纹理特征的直方图分布,将其结果与均值二值化后得到子块的感知哈希序列;最后串联所有子块的感知哈希序列生成整幅影像的感知哈希值。在影像认证时,首先计算原始影像与待检测影像的哈希序列,然后计算两者的感知哈希序列平均汉明距离,完成对高分辨率遥感影像内容的完整性认证与篡改定位。试验表明,该算法能够识别高分辨率遥感影像中地物较为平滑的区域,同时对JPEG压缩、高斯噪声添加、BMP格式转换等操作具有良好的稳健性,为高分辨遥感影像完整性认证提供支持。     

基于纹理特征融合与核模糊聚类的道路提取

根据高分辨率遥感影像中道路方向上的纹理一致性,提出了一种基于纹理特征融合与核模糊C均值聚类的高分辨率遥感影像道路提取新算法。该算法改进了角度纹理特征的计算方式,首先与Gabor纹理特征进行融合;再利用结合空间信息的核模糊C均值聚类算法对融合特征进行聚类,从而提取高分辨率遥感影像中的道路。实验结果表明,该算法可较高精度地从高分辨率遥感影像中提取具有一定纹理的道路。     

多特征约束的高分辨率光学遥感影像道路提取

针对复杂场景中的遥感影像道路提取问题,论文提出了一种多特征约束的影像道路提取方法,并开展了论文方法可行性论证。该方法首先,根据道路宽度的先验知识以及道路的几何特征,提出一种改进的线段二次提取模型,利用线段长度和道路宽度确定候选道路种子点集;其次,输入道路结构信息,基于道路辐射特征对候选道路种子点进行整体匹配评价;再次,当候选道路种子无法符合辐射特征要求时,提出一种浅色机动车检测模型,以此将浅色机动车结果作为道路上下文特征,利用道路上下文特征对候选道路种子点进行分析;然后,构建道路拓扑分析模型,依据道路拓扑特征对候选道路种子点进行最终验证;最后,对提取道路种子点进行优化处理,并提出道路跟踪及拟合方法。通过不同复杂场景、不同分辨率高分辨率遥感影像下开展的不同方法实验结果对比分析表明,相对于其他商用软件ECognition和Erdas的方法,本方法自动化程度更高,运行效率高,适用于解决道路类型多样化、几何光谱噪声大的复杂场景道路提取问题。     

顾及形变的影像边缘ICP匹配技术

匹配技术是遥感影像处理中的重要基础技术，影像在辐射、几何信息方面的差异，将会严重干扰影像间的相似特征匹配。本文提出了针对大差异影像的最邻近点迭代匹配算法（ICPDI）。首先改进Canny算子的参数设置方式，以便选择影像的长边缘作为影像匹配的显著特征；然后以线特征之间的距离作为影像相似性的评估标准，达到利用全局相似特征抑制局部差异的目的；最后给影像边缘附加形变函数，从而扩展ICPDI匹配技术的适用范围。通过不同差异类型遥感影像间的匹配试验，验证了本文方法的精度和适应性。     

一种基于四元数变换的彩色遥感影像检索方法

遥感影像常存在旋转和缩放等变化关系，这就要求检索时图像特征具有旋转和尺度不变等性质。目前，彩色遥感影像检索在提取这些特征时通常对色彩通道单独进行处理，导致3个通道之间的关系信息丢失，且没有充分利用数据本身所特有的几何特征，影响了检索精度。结合四元数与正交傅里叶-梅林矩的优点，提出了一种基于四元数变换的遥感影像检索方法。针对已有工作中存在的基于四元数傅里叶-梅林矩所提取的纹理特征只具有旋转不变性的问题，利用四元数正交傅里叶-梅林矩构造出具有旋转和尺度不变的纹理特征，并使用四其对图像进行边缘检测，得到边缘色彩图像并提取边缘色彩直方图，综合多种特征进行图像检索。实验结果表明，使用此方法进行遥感影像检索对于图像旋转和尺度变化具有良好的鲁棒性，检索性能明显提高。     

变分法遥感影像人工地物自动检测

人工地物（建筑物、道路、桥梁等）检测是目标识别的一个重要组成部分。本文将人工地物检测转换为能量泛函数最优化问题。首先对遥感影像进行超像素分割,综合图像的颜色、纹理、梯度等信息,以超像素为单元计算图像的显著度信息,然后构建一个包含显著性约束、面积和边界约束、纹理约束及灰度方差约束的能量泛函数,通过变分法迭代求解能量泛函最小值,获取目标前景部分即为人工地物区域。本文以重庆和广东某地的遥感影像数据为例对算法进行验证,将其与常见的人工地物目标提取算法,如C-V模型、MRF模型,以及当下研究较为热门的深度学习算法进行对比。试验结果表明,该算法能有效地检测出遥感影像中的人工地物区域,并保证较低的误检率及漏检率。论文对该方法与深度学习方法进行了一定的分析对比。     

一种基于线特征的道路网变化检测算法

提出一种基于线特征的道路网变化检测算法。首先根据边缘的梯度信息从多时相遥感图像中提取变化的线特征;然后根据变化线特征的局部特性,检测出与道路模型相符合的变化道路段;最后通过道路网的全局约束条件,进行变化道路段的连接,实现变化道路的检测。提出的道路网变化检测算法将边缘的相位和幅度信息作为变化检测的判定依据,从而避免了道路的匹配与比较工作,降低了变化检测算法的复杂度,具有很强的实用性。将本文提出的方法用于多时相遥感图像的道路网变化检测,从实验结果可以看出该方法的有效性。     

叠置分区辅助的相位编组直线提取算法

针对现有相位编组方法在区域分界线处产生边缘断裂及同一分区内直线拟合难题,提出了一种叠置分区辅助的相位编组直线提取算法。该算法通过两次分区生成交叠的八分区模式,二次分区中心线与一次分区分界线相重合。首先根据初始四分区,将梯度相位相同且相互连接的边缘点编组生成直线支持区,再对其进行边缘分裂,进而拟合出对应的直线。然后将不满足一次分区条件的边缘点再依据二次分区进行直线提取,以弥补一次分区在分界线附近产生的边缘断裂。本文算法原理简单,不需要参数调整。试验验证和对比分析表明,该算法不仅能有效、准确地提取影像上的直线特征,而且对于影像上的曲线特征也能通过直线拟合得到较好的提取结果。     

矢量C-V模型的高光谱遥感影像分割

高光谱遥感影像除了包含普通2维影像所具有的空间信息还包含了1维光谱信息,传统的针对2维影像的分割方法不能很好地应用于高光谱遥感影像。为此,本文提出一种能够同时处理多波段影像的高光谱遥感影像矢量C-V模型分割方法。首先选出高光谱遥感影像中目标与背景对比度较大的波段,并通过计算波段相关系数,去除其中的冗余信息形成新的波段组合,进而根据所确定的波段组合构建高光谱遥感影像矢量矩阵;在此基础上,构造基于该矢量矩阵的矢量C-V分割模型。模型中通过引入基于梯度的边缘引导函数,在保留传统C-V模型基于区域信息进行影像分割的基础上,利用影像的边缘细节信息,增强了模型在异质区域和复杂背景情况下对目标边缘的捕捉能力,提高了对高光谱遥感影像的分割精度和速度。最后利用HYPERION数据进行仿真实验,并将实验结果和传统C-V模型和相关方法进行了对比,结果表明,本文方法能够在短时间内有效地分割高光谱遥感影像,与传统方法相比,具有分割精度更高运算速度更快的特点。     

基于数学形态学的遥感影像边缘检测研究

针对含有复杂地物、边缘密度大的遥感影像,提出了一种基于多结构元素形态学的边缘检测方法。首先,根据遥感影像的特点,用形态学的开闭滤波器去除影像中的噪声点。然后基于多结构元素形态学进行边缘检测,最后,对边缘检测结果进行二值化及细化处理。并同Sobel及Canny算子的检测结果进行了比较。结果证明,该方法能有效地提取边缘、保护细节。