基于波段子集的独立分量分析的特征提取的高光谱遥感影像分类

针对高光谱影像数据具有波段众多、数据量较大的特点,本文提出了一种基于波段子集的独立分量分析(ICA)特征提取的高光谱遥感影像分类的新方法。以北京昌平小汤山地区的高光谱影像为例,根据高光谱遥感影像的相邻波段的相关性进行子空间划分,在各个波段子集上采用ICA算法进行特征提取,将各个子空间提取的特征合并组成特征向量,采用支持向量机(SVM)分类器进行分类。结果表明:该方法分类精度最佳(分类精度89.04%,Kappa系数0.8605,明显优于其它特征提取方法的SVM分类,有效地提高了高光谱数据的分类精度。     

MRELBP特征、Franklin矩和SVM相结合的遥感图像建筑物识别方法

为了进一步提高遥感图像建筑物区域的识别精度,提出了一种基于中值稳健扩展局部二值模式(median robust extended local binary pattern,MRELBP)、Franklin矩和布谷鸟优化支持向量机(support vector machine,SVM)的分类方法。首先,通过MRELBP特征算子计算图像块的纹理特征向量,并根据Franklin矩得到形状特征向量,组合图像块的纹理特征向量和形状特征向量得到综合特征向量;然后,利用训练样本对SVM进行训练,同时由布谷鸟搜索算法对SVM的核函数参数和惩罚因子进行优化;最后,通过训练好的SVM得到建筑物区域识别结果。通过30组试验的结果表明,与基于三原色(red green blue,RGB)和SVM的分类方法、基于LBP和SVM的分类方法、基于Zernike矩和SVM的分类方法相比,本文提出的方法所识别的遥感图像建筑物区域准确度更高。     

高分辨率遥感影像下沿海地区地表覆盖信息的提取

沿海地区地表覆盖信息是全国地理国情普查的重要内容,遥感影像分类技术为沿海地区地表覆盖信息提供了一种重要方法。本文基于GF-1高分辨率遥感影像,建立了沿海地区地表覆盖分类系统,采用中国测绘科学研究院自主研发的面向对象GLC决策树分类方法和软件进行了地表覆盖分类。通过对某试验区进行分类试验,并结合该区地表覆盖标准分类图进行精度评价,验证了基于高分辨率影像,面向对象GLC决策树分类方法在沿海地区地表覆盖信息提取上的有效性及优越性,其总体分类精度和Kappa系数分别为87.201 8%、0.840 6,均高于SVM分类法。最后提出基于高分辨率遥感影像的沿海地区地表覆盖信息提取流程。     

顾及GF-3影像纹理特征的洪涝范围提取方法

洪涝灾害给社会、经济造成巨大损失,及时、快速监测洪涝范围在抗灾救灾中具有重要意义。合成孔径雷达(SAR)由于其主动式微波成像的机理,可为全天时、全天候、大范围洪涝灾害监测提供支持。本文首先以高分三号(GF-3)卫星影像为数据源,基于灰度共生矩阵(GLCM)、局部二值模式(LBP)等6种纹理描述方法提取138个SAR影像纹理特征;然后利用随机森林(RF)指标重要性评估功能,筛选出重要性得分较高的纹理特征进行水体信息提取;最后结合数学形态学对初始水体提取结果进行后处理,评估安徽巢湖附近区域洪涝灾害。试验表明,本文方法的水体提取精度优于传统阈值法(Otsu)及分类算法(KNN和SVM),可有效提取洪涝灾害的影响范围,为选取合适的SAR影像纹理特征进行洪涝范围快速监测提供参考。     

利用多平台遥感数据复合研究城市扩展的动态监测

本文利用不同时期的多平台遥感数据,研究了城市动态扩展的监测方法。文中采用了分类结果复合方法,在高速发展的岳阳地区的试验中,取得了良好的效果。在遥感图像的城市信息提取方面,设计了多个不同大小的权系数模板,提取相应的频数矢量作为城市的结构信息。利用这种结构信息,对城市图像进行逐步的结构处理,最终精度在91.7％以上。试验表明,本方法不仅对于一个实用的动态监测系统是一种灵活、实用性较强的监测方法,而且是解决充分利用已有遥感信息资源的有效手段。     

Learning with transductive SVM for semisupervised pixel classification of remote sensing imagery

Land cover classification using remotely sensed data requires robust classification methods for the accurate mapping of complex land cover area of different categories. In this regard, support vector machines (SVMs) have recently received increasing attention. However, small number of training samples remains a bottleneck to design suitable supervised classifiers. On the other hand, adequate number of unlabeled data is available in remote sensing images which can be employed as additional source of information about margins. To fully leverage all of the precious unlabeled data, integration of filtering in a transductive SVM is proposed.Using two labeled image datasets of small size and two large unlabeled image datasets, the effectiveness of the proposed method is explored. Experimental results show that the proposed technique achieves average overall accuracies of around 4.5–7.8%, 0.8–2.6% and 0.9–2.2% more than the standard inductive SVM (ISVM), progressive transductive SVM (PTSVM) and low density separation (LDS) classifiers, respectively on larger domains in case of labeled datasets. Using image datasets, visual interpretation from the classified images as well as the segmentation quality reveal that the proposed method can efficiently filter informative data from the unlabeled samples.     

城市道路的多特征多核SVM提取方法

针对高分辨率遥感影像中城市道路提取的复杂性及SVM的分类性能,提出了一种城市道路的多特征多核SVM提取方法。首先利用FCM算法将原始影像粗分为建成区和非建成区两类,剔除非建成区;然后根据分水岭分割算法分割建成区并提取分割对象的光谱特征与空间特征,以全局核函数和局部核函数加权组合的方式构建多核SVM对建成区进行二次分类,去除建成区中的建筑物等非道路信息;最后利用数学形态学处理,获得最终的道路提取结果。试验结果表明：文中所提方法能够较精确地提取城市道路信息,分类精度高于单核SVM提取及其他对比方法。     

小样本的高光谱图像降噪与分类

在样本数目稀少情况下实现高光谱图像精细分类是个挑战性的问题。高光谱图像信噪比提高比较困难,噪声大小对分类结果有最直接的影响。利用高光谱图像相邻波段之间的相关性和相邻像素之间的相关性,提出多级降噪滤波的高光谱图像分类方法,通过改进的两阶段稀疏与低秩矩阵分解方法,去除高光谱图像中能量较高的噪声,利用主成分分析方法去除高光谱图像中能量较低的噪声,引导滤波方法去除分类结果图中的"椒盐噪声"。选取两幅真实高光谱图像进行实验,结果表明,两阶段稀疏与低秩矩阵分解法和主成分分析法两种降噪方法具有较强的互补性;引导滤波方法使得分类图更加平滑且分类精度更高。与其他光谱空间分类方法相比,本文方法分类精度更高,且在样本极少时能获得很高的分类精度。     

基于LDCNN特征提取的多核SVM高分辨率遥感影像场景分类

针对卷积神经网络特征维度高且单层特征不能准确表达复杂高分辨率遥感影像语义信息的问题,本文提出了一种提取低维卷积神经网络（LDCNN）深层次特征进行多核SVM分类的场景分类方法。首先将预训练的卷积神经网络改造成低维网络结构,其次提取低维网络的不同深层特征并进行不同核函数的SVM分类,找到对应的最优核函数;然后将多种最优核函数加权融合成为一个新的合成核;最后进行多核SVM分类。试验表明,本文方法不仅特征维度低,且通过多核SVM能够充分结合各层特征的优点,在两个标准数据集上均取得了99%以上的分类精度。此外,该试验还证明了本文方法具有较强的迁移学习能力。     

基于支持向量机的遥感影像分类比较研究

支持向量机是建立在统计学习理论基础上的一种新的人工智能算法,较好地克服了传统分类方法中存在的小样本、非线性、过学习、高维数、局部极小点等问题,是一种极具潜力的遥感影像分类算法。本研究采用Landsat-5的TM影像,用支持向量分类法对影像进行分类,分析了支持向量机不同参数组合情况下的分类精度,并对支持向量分类法与传统分类方法进行了比较,发现支持向量分类算法具有参数选择范围宽,不要求对待分类区域地物光谱特征和影像分布特征具有先验知识,分类精度高等特点,对于在没有现场同步实测数据的区域进行精确的分类具有特别重要的价值。     

基于Radarsat和TM图像融合与分类的土壤盐渍化信息遥感监测研究

单一雷达影像数据通常不能提供足够的用以监测干旱地区盐渍化的信息。雷达图像与TM图像的融合可以提高遥感数据的利用率,增强数据的可靠性和信息的互补性,有助于提高分类精度。本文采用了GramSchmidt变换融合法将Radarsat和TM图像进行融合,并将该融合方法与一些常用融合方法(HIS融合、PCA融合、Brovey融合)进行了比较,结果表明该融合方法优于其他方法。最后采用支持向量机分类法(SVM)对Radarsat、TM融合后的图像进行了分类。结果表明:同单独Radarsat影像和TM影像分类结果相比,该融合分类法将分类精度分别提高了近30%和2%。因此该融合分类法更适合于遥感图像盐渍化信息监测。     

Contextual Analysis Based Approach for Detecting Change from High Resolution Satellite Imagery

Spatial contextual feature plays an important role in high resolution remote sensing image. A new approach based on local variance analysis is introduced to spatial contextual feature extraction for change detection in this paper. In the proposed approach, the change magnitude between the paired central pixels of a local area (e.g., a 3 × 3 sliding window) in multitemporal images depends on surrounding pixels in the difference image, and this change magnitude is quantitatively measured based on the standard deviation of the difference image within the local area. This difference image contextual property may be useful particularly when high-resolution images are used. Finally, the change magnitude image is classified as a binary CD map by using SVM. This proposed approach is applied to SPOT-5 multitemporal datasets and two QuickBird multitemporal images from two case studies, which are quantitatively compared and validated. Experimental results show that the proposed approach is feasible.     

遥感图像中云层遮挡影响消除方法研究述评

 综合评述了目前用于消除遥感图像云层遮挡影响方法的原理、应用现状及处理过程中存在的问题，并在同一实验区比较了同态滤波和Kriging插值等方法的处理效果，结果表明，Kriging插值处理具有一定的优越性。     

超像素在多极化SAR数据分类中的应用——以ALOS PALSAR为例

针对已提出的极化合成孔径雷达数据地物分类方法较难同时获得地物边界及相邻信息的问题，并为了减少图像处理的消耗时间，本文引入一种超像素生成算法——线性迭代聚类方法，对日本先进对地观测卫星多极化SAR数据进行地物分类研究。本文以四川省彭州市与什邡市交界地区为研究区，先采用Pauli分解生成RGB假彩色图像并进行滤波，再以此为基础使用线性迭代聚类方法生成超像素，最后用支持向量机分类方法，合理选取极化熵、各向异性度及平均散射角等极化特征组合在一起作为分类参数，对基于像素超像素的极化SAR图像的分类结果进行对比分析。使用超像素比其他基于像素的分类方法能够获得更好的结果，基于超像素分类的总体精度为95.23%，Kappa系数为92.58%。     

NWFE结合纹理特征的SVM土地覆被分类方法研究

为提高土地覆被分类精度,采用非参数权重特征提取(nonparametric weighted feature extraction,NWFE)结合纹理特征的支持向量机(support vector machines,SVM)的分类法,对新疆玛纳斯河流域绿洲区2006年的土地覆被进行分类,并将该方法与主成分分析(principal component analysis,PCA)结合纹理特征的SVM分类、原始波段结合纹理特征的SVM分类进行对比。结果表明,NWFE结合纹理特征的SVM分类结果优于其他2种分类结果,不仅反映了土地覆被分布的整体情况,而且使不同土地覆被类型得到较好的区分,总体分类精度达89.17%。     

一种基于SVM多特征综合的图像分类方法

分别利用多通道Gabor滤波器和HSV颜色模型对图像进行特征提取,得到两种特征空间。用顺序向前浮点法搜索,以J-M距离(Jeffreys-Matusitas distance)为评价指标进行特征选择,最后利用综合后的特征数据在SVM基础上实现图像的监督分类。上述方法提高了彩色纹理图像和遥感图像的分类正确率。实验表明,多特征融合的分类效果比单一特征要好。     

高光谱影像的引导滤波多尺度特征提取

为了解决高光谱遥感影像分类中单一尺度特征无法有效表达地物类间差异和区分地物边界的不足,提高影像分类精度和改善分类目视解译效果,提出了采用引导滤波提取多尺度的空间特征的方法。首先,利用主成分分析对高光谱影像进行降维,移除噪声并突出主要特征;然后,将第1主成分作为引导影像,将包含信息量最多的若干主成分分别作为输入影像,应用依次增加的滤波半径分别进行引导滤波处理提取多个尺度的特征,获得影像不同尺度的结构信息;最后,将多尺度特征输入分类器中进行影像监督分类。采用仿真数据和帕维亚大学(Pavia University)、帕维亚城区(Pavia Centre)等3幅高光谱实验数据,提取了基于引导滤波的多尺度特征、多尺度形态特征和多尺度纹理特征,输入到支持向量机、随机森林和K近邻分类器中,进行了实验。实验结果表明:采用支持向量机分类Pavia University数据,相对于采用多尺度形态特征的分类结果,引导滤波特征的总体精度提高了6.5%;Pavia Centre和Salinas两幅影像最高分类精度均由引导滤波特征实现,分别达到98.51%和98.39%。实验证实基于引导滤波提取的多尺度特征能有效地描述地物结构,进而获得更高的分类精度和改善目视解译效果。     

日光温室的纹理特征分层提取

针对高分辨率影像上日光温室的信息提取问题,该文提出了利用支持向量机、最近邻算法结合纹理特征在不同层上分别提取连片日光温室和独栋日光温室的方法。实验表明:纹理特征能提高分类精度,在大尺度的层上,分类精度提升幅度较大,但在小尺度的层上,分类精度提升幅度会比较小;并不是参与运算特征数越多,分类精度越高,多数情况下光谱+纹理组合的分类精度最高;提取连片日光温室的最优方案是支持向量机和光谱+形状+纹理(7像素×7像素),总精度为92.86%,Kappa系数为0.90,而提取独栋日光温室最优方案为SVM和光谱+纹理(11像素×11像素),总精度为88.39%,Kappa系数为0.86。     

综合聚类和上下文特征的高光谱影像分类

常规高光谱影像逐像素分类往往没有考虑空间相关性,分类结果未体现地物的空间关联和分布特征。为了在分类中充分利用空间特征,利用聚类信息并结合隐马尔可夫随机场模型讨论了高光谱遥感影像光谱-空间分类方法。首先,在不同特征提取方法（最小噪声分离、独立成分分析和主成分分析）下,使用不同聚类方法（k-均值、迭代自组织分析算法和模糊c-均值算法）借助隐马尔可夫随机场获取优化的分割图;然后,采用4连通区域标记法对分割区域标记生成图像对象,并根据支持向量机的逐像素分类结果采用多数投票法对图像对象进行分类;最后,借助凹槽窗口邻域滤波技术改进分类结果,削弱“椒盐”现象。该方法综合了监督分类和非监督分类的优势,通过聚类引入地物空间相关性信息,通过隐马尔可夫随机场引入上下文特征,较好地弥补了单纯基于光谱信息分类的不足。     

GF-2影像面向对象典型城区地物提取方法

国产高分遥感影像信息丰富,提供了精准的地物空间细节,深入研究高分数据处理及其提取城区地类目标信息的方法具有重要意义。本文以国产高分二号（GF-2）遥感影像为数据源,利用规则集的面向对象分类方法,通过ESP尺度分析工具选取得出最优分割尺度,建立各类地物的特征体系及分类规则,最终提取出研究区典型城区地物信息,并将之与传统基于像元的SVM监督分类结果作比较。结果表明：规则集的面向对象分类总体精度为92.23%,Kappa系数为0.9,比SVM监督分类有大幅度提高。对高分二号等高分辨率影像,面向对象的分类方法精度更高,图示效果更好,是城区地物提取的有效方法。