利用SAR影像区域分割方法提取海洋暗斑特征

在SAR强度影像中,包括海洋溢油在内的许多海洋现象呈现为暗斑。为从诸多暗斑中辨识海洋溢油,需要在SAR影像中提取暗斑的几何和统计分布特征,以此作为进一步分类（辨识）海洋溢油的依据,将基于几何划分技术的区域分割方法应用于SAR影像暗斑特征提取。首先建立高分辨率SAR影像暗斑或然率模型,然后利用最大化期望值和M-H算法实现其几何及统计分布特征参数提取。实验结果表明,该方法不仅可以精准提取暗斑的几何形状,同时还能有效估计其统计分布参数。     

基于超像素的高分辨率影像建筑物提取

建筑物提取对于基础地理数据获取与更新具有重要意义。针对传统的基于像元方法难以利用影像空间、上下文信息以及面向对象方法最优分割尺度难以确定等问题,该文提出一种基于超像素的高分辨率影像建筑物提取方法。首先利用LiDAR点云数据生成归一化高程模型以获取地物的高度特征,并通过Layerstacking方式与高分辨率影像融合;随后基于Simple Linear Iterative Clustering(SLIC)算法分割高分辨率影像的RGB彩色图像生成超像素;继而基于分割所得的超像素中的每个像元对超像素进行特征计算;最后使用基于RBF核的支持向量机方法进行超像素级别分类,得到建筑物提取结果。实验结果表明,该方法能够有效识别出简单场景和复杂场景下的建筑物,显著消除了传统基于像元方法出现的"椒盐效应",同时避免了面向对象方法中最佳分割尺度选择的难题,取得了较好的建筑物提取效果。     

基于QuickBird卫星数据的土地利用分类规则集研究

以天津滨海新区为实验区,研究面向对象技术的高分辨率遥感影像土地利用分类规则集。针对耕地、草地、水域、建设用地、交通运输用地、空闲地的特征差异,综合多尺度的分割特征,尝试不同的分割尺度,最终选定两个最优分割层次,即大尺度层次(分割尺度为400)和小尺度层次(分割尺度为240)。采用有效的特征参数,包括自定义的特征增强参数(NDVI参数、色度放大函数)以及最大差异特征参数、面积参数、不对称性参数、标准差参数,确定各特征的隶属度函数,最终建立分类规则集;应用该分类规则集,通过图层间信息的传递与合并,对实验区的QuickBird(QB)遥感影像进行土地利用分类,精度达86.98%,有效避免了椒盐现象。实验证明了面向对象的遥感影像分类方法可充分利用高分辨率影像丰富的信息,有效地提高分类精度。     

一种基于牛顿插值迭代的SAR影像滤波评价方法

针对SAR影像难以精确计算信噪比的问题,该文以滤波评价指标信噪比为依托,提出了一种基于牛顿插值迭代修正SAR影像近似信噪比的滤波质量评价方法:根据已知值通过牛顿插值得到更多的数据,再利用牛顿迭代法拟合非线性函数修正近似信噪比。以模拟影像和真实影像为数据源,选择目视效果较好的滤波结果作为真实影像的近似无噪声影像,人工对模拟影像和无噪影像进行降质,并使用5种滤波器对影像进行处理,分别利用基于牛顿插值迭代得到的修正近似信噪比、传统的峰值信噪比、等效视数和边缘保持指数评价滤波效果。结果表明:基于牛顿插值迭代修正的近似信噪比可作为衡量SAR影像滤波质量的评价指标,且无需参考原始无噪影像,对真实SAR影像的滤波质量评价有一定的可行性。     

基于TerraSAR-X影像的格陵兰岛海岸水边线提取

海岸线是海洋与陆地的交界线,全球气候变化将引起海岸线的变迁,极地区域拥有最大的冰川,冰川的消融将导致全球海岸线的迅速变迁,因此研究极地海岸线具有重要的科学意义。由于潮汐等影响,卫星影像提取的海洋与陆地的交界线只是海岸水边线,本文以格陵兰岛海岸为实验对象,采用Gamma滤波方法对合成孔径雷达(SAR)数据的相干斑进行预处理,提出了应用支持向量机(SVM)和Canny边缘检测算子的海岸水边线提取方法,基于Terra SARX影像的实验结果表明,本文提取的格陵兰海岸水边线准确率都达60%以上。     

时序SAR影像相干点目标识别方法研究

时序差分干涉技术是近年来地面沉降监测领域的重要研究方向,基于时间序列SAR影像的稳定点目标识别和检测是进行时序差分干涉技术的关键和基础.本文针对短时间序列SAR影像的特点和普遍使用的点目标识别方法的局限性,借鉴散射体识别方法,综合考虑振幅和相位在时序SAR影像上的变化特征,采用多时相子孔径共轭内积和子孔径信息熵来获取时间序列过程中能够保持相位稳定的点目标,并用平均相干系数对选取的相干点目标进行修正.选取包含广州城区、东莞部分区域的2007年3月至2009年1月的17景Envisat ASAR数据进行实验,分别计算了方位向、距离向以及交叉向共轭内积和信息熵,并用基于高分辨率卫星影像数据解译的土地利用数据对提取的相干点目标进行验证.结果表明,利用多时相的子孔径影像共轭内积和信息熵可以得到比较可靠的相干点目标,交叉共轭内积在试验区域能获取精度高达92％的相干点目标.     

基于图模型和流形排序的遥感影像人工地物提取

人工地物自动提取是目标识别领域的重要研究内容。该文将图模型和流形排序算法相结合,提出一种基于遥感影像自动提取人工地物的算法。该算法在基于量子遗传算法的KSW熵分割算法获得影像人工地物先验值的基础上,构建以色调、纹理、方向等多特征为邻接边权重的图模型,并以超像素作为基本单位在图模型中进行流形排序,最终通过自适应阈值的方式获得人工地物分割结果。通过利用两幅不同分辨率遥感影像对该算法进行验证,结果显示该算法可以较为完整地提取人工地物,具有较高的正确识别率和较低的漏检率。     

面向对象的山地区域多源遥感影像分割尺度选择及评价

随着遥感技术的飞速发展,通过各种传感器获取的影像种类越来越多.传统的面向像元的影像分析技术已难以适应高分辨率影像,面向对象的影像分析技术应运而生.面向对象的影像分析技术所面临的首要问题是影像分割,如何选择合适的影像分割尺度已成为面向对象影像分析技术的关键.为了提高遥感影像分割尺度选择的准确性,通过对影像分析建立了分割质量函数,针对不同分辨率的多源遥感影像进行分割实验,获取了最优分割尺度,最后提出了一种顾及面积和光谱的分割匹配指数对最优分割尺度进行评价,并研究了分割尺度与亮度均值标准差、影像空间分辨率之间的对应关系.研究结果表明,构建的分割质量函数获取的最优分割尺度避免了人工分割带来的主观性,建立的同时顾及面积和光谱因子的分割匹配指数验证了最优分割尺度选择的正确性.     

放牧强度对克氏针茅(Stipa krylovii)草原植被景观格局的影响

以内蒙古呼伦贝尔市克鲁伦河流域的克氏针茅(Stipa krylovii)典型草原为研究区,获取WorldView-2高分辨率多光谱数据,采用遥感图像多尺度分割算法,从轻度放牧、中度放牧和重度放牧利用角度,探讨放牧干扰对草原景观格局的影响。结果表明:斑块数、边密度、景观形状指数和平均分维度随着分割尺度的增大逐渐减少,选择100的分割尺度较为合理。景观形状指数在放牧梯度间的区分度最大,可用于判定干扰强度对植被影响程度的主要景观指数。放牧因子是该区域植被景观破碎化的决定因素,重度放牧区景观指数高于轻度放牧区和中度放牧区,重度放牧区景观破碎化严重,受降水影响明显,斑块间变异程度大。     

基于高分影像纹理分维变化的灾害自动识别方法

目前遥感变化检测主要是人机交互式目视解译,不能满足灾害自动识别尤其是卫星在轨变化检测自动化的新要求,亟须研究遥感影像变化自动检测算法,以实现灾害遥感自动识别。该文将高空间分辨率遥感影像的多尺度格网分割与纹理分维变化比较相结合,提出基于高分影像纹理分维单调变化(Texture Fractal MonotonousChange,TFMC)的灾害自动识别方法。通过计算和对比不同格网分割尺度下前后两期高分影像的纹理分维变化及其空间分布,并基于纹理分维变化单调性准则,可自动检测并识别灾区范围。以2011年3月11日日本地震海啸灾区的Worldview 0.5m全色影像为例,进行实验研究,表明MTFC方法无需人工干预即可根据纹理分形单调下降(当前减先前)可靠地识别出海水淹没区和密集房屋损毁区。经进一步优化,MTFC方法可望发展为高分遥感卫星在轨变化检测及灾害链聚焦监测的新技术。