基于高分辨率遥感影像数据的FNEA分割算法研究与应用分析

近年来,随着遥感技术和信息技术的发展,遥感影像空间分辨率也大大提高。基于像素的传统影像处理方式已经不能满足现实需求,面向对象的遥感影像分析已成趋势。因此,图像分割技术是进行其他图像处理与分析之前的关键步骤,分形网络演化多尺度分割算法（FNEA）是面向对象分析的核心。本文详细阐述了基于FNEA的多尺度分割算法的思想和流程,并结合遥感影像进行了分割实验与参数分析,对高分辨率遥感影像的研究与应用有一定指导意义。     

高分辨率遥感影像分割的城市绿地提取研究

城市绿地是生态文明建设的重要组成部分,绿地信息提取是城市绿地规划和建设的基础和前提。遥感影像分割是绿地信息分类提取的关键步骤,选择合适的影像分割方法能有效提高城市绿地提取精度。传统的遥感分割方法分割结果中边缘锯齿现象严重,与绿地实地边界相差较大,不符合绿地信息提取的要求。本文以高分辨率的WorldView影像为数据源,使用深度学习网络DeepLab-v3+对城市绿地进行分割研究,在分割基础上进行城市绿地信息提取。同时,本研究将该网络模型的分割和分类结果与基于Ostu、MeanShift、FNEA分割算法的分类精度进行比较。研究表明：DeepLab-v3+的分割性能最好,其分割边缘光滑,与绿地实地边界吻合度高,有效解决了传统分割算法的边缘锯齿问题;在各种分割分类算法中,DeepLab-v3+的分类精度最高,达到98.01%。     

面向对象的农田信息遥感影像分割算法

为了提高农业遥感数据处理中多光谱影像分割的精度,文章提出了一种面向农田信息提取的遥感影像分割算法:利用KMeans非监督分类算法和Fisher标准估算多光谱遥感影像中各个波段的权值,并将估算的波段权值应用到光谱合并计算中,能够较好地提高农田区域的分割精度,实现基于全局最优合并的区域生长算法,得到最优化的分割结果;从分割结果中提取基于区域的NDVI信息可以较为快速、准确地区分农田和非农田区域。实验结果说明:该方法的分割精度优于传统的全局最优合并算法和FNEA算法,并对遥感影像中旱田和水田的提取均有较好的效果。     

基于均值漂移和谱图分割的极化SAR影像分割方法及其评价

提出了一种基于均值漂移和谱图分割的极化SAR(PolSAR)影像分割方法。首先,通过均值漂移算法对PolSAR影像进行过分割处理,并基于Wishart统计分布和假设检验的方法构建边缘检测器,充分利用了PolSAR影像的全极化信息提取边缘信息;然后,在过分割和边缘信息的基础上构建相似性度量矩阵,并采用归一化割准则实现PolSAR影像的分割。该算法充分利用了均值漂移算法过分割的特点,降低了谱图分割算法的运算代价,并结合谱图分割算法全局优化的优点改善了PolSAR影像的分割结果;最后,利用Radar-sat-2全极化影像进行了实验,并采用改进的分割效果评价方法实现了精度评价。实验表明,该算法有效地实现了PolSAR影像的分割,显著提高了谱图分割算法的效率,分割结果优良,分割精度优于eCognition软件中的多尺度分割方法。     

高空间分辨率遥感影像的多智能体分割方法研究

提出一种基于多智能体的高空间分辨率遥感影像分割算法(high spatial resolution remote sensing image segmentation algorithm based on multi-agent theory,MARSS).该方法在区域合并中结合了影像的光谱信息和形状信息,同时利用多智能体与图像环境交互性强,灵活性高,具有并行运算的优点,通过多个智能体控制不同区域的合并过程,能够使分割算法的全局合并控制更加优化.试验结果表明,该算法的分割效果要优于分形网络演化算法(FNEA).     

基于边缘约束的高分辨率遥感影像分割算法研究

影像分割是面向对象影像分析的基础,已经发展出许多算法。随着遥感影像空间分辨率的提高,复杂的噪声和丰富的细节信息给影像分割带来了巨大的挑战。分水岭变换能够得到连续封闭的边缘,但存在严重的过分割现象,为了解决这个问题,本文提出Canny算子边缘约束下的分水岭分割算法。首先,对遥感影像进行分水岭变换和Canny边缘检测;以Canny边缘作为参考数据,以分水岭的结果和Canny算子检测出的边缘的重合度和相邻区域的特征差异为标准对分水岭图像进行区域合并,得到最终分割结果。实验结果表明,该算法能够有效解决分水岭变换的过分割问题,准确提取出主要地物目标的边界轮廓。     

顾及多尺度分割参数的FNEA面向对象分类

首先对分形网络演化（FNEA）算法做了介绍,通过试验对比4种分割方法棋盘分割、四叉树分割、多尺度分割、光谱差异分割的效果。此外,通过eCognition Developer 8.7分析软件对影像进行多尺度分割预处理,从5开始,以5为单位向上递增,共选取12组参数进行分割试验,采用面向对象CART分类器对分割后影像分类。对比分类效果图可知,小尺度分割参数对分类效果能有较好的提升;对比总体精度及Kappa系数可知,小尺度分割参数分类精度优于大尺度分割参数,且当分割参数Scale为10时,分类精度达到最好的级别。     

融合高分影像和LiDAR数据的城市道路提取

为避免由于城市道路复杂及树木建筑的阴影遮挡导致从遥感影像中提取道路信息不准确的问题,本文采用高分影像和Li-DAR数据相融合的方法实现城市道路的提取,并使用一种基于最小面积外接矩形(MABR)的后处理改进方法进行完善.首先对试验区进行数据配准;然后应用FNEA算法进行图像分割,并使用随机森林分类法进行分类,将影像融合和...     

数学形态学在遥感影像云层识别中的应用

针对传统遥感影像质量评价中云层覆盖量无法定量评价的问题,文章提出采用利用边缘信息的阈值分割结合数学形态学方法来提取遥感影像云层覆盖范围。利用边缘信息的阈值分割方法能够有效利用影像自身信息来改善分割结果,再结合形态学方法,进而能消除道路、房屋等大部分噪声信息,最终实现遥感影像上不同特征云层覆盖范围的自动提取。基于浙江全省高分辨率遥感影像的实验结果表明:该方法能够快速有效地识别出遥感影像上云层覆盖范围,研究结果对于遥感影像云层覆盖的自动评价具有参考价值。     

融入超像素分割的高分辨率影像面向对象分类

针对高分辨率遥感影像面向对象分类中容易受分割参数的影响、分类精度不稳定的问题,本文提出了一种融入超像素分割的高分辨率影像面向对象分类方法.该方法通过简单线性迭代聚类(SLIC)算法对原始影像进行聚类生成超像素影像,并在此基础上采用分形网络演化方法(FNEA)进行多尺度分割生成同质性对象,最后利用最邻近分类方法进行地物分...     

融合LiDAR数据与航空影像的面向对象水体提取

针对单一数据源难以快速、准确提取水体信息的问题,提出一种利用面向对象技术有效融合LiDAR点云与影像数据,准确提取水体信息的新方法。采用分形网络演化算法对航空影像进行多尺度分割得到影像对象,提出对象平均回波强度概念,利用LiDAR回波强度信息计算OAI,选取对象面积和OAI构建特征空间提取水体。实验结果表明,该方法简单高效,水体提取效果良好。该文方法可为无需精确配准的高精度水体提取、利用面向对象技术处理基于LiDAR数据和航空影像的信息提取等问题提供参考。     

用于高分辨率SAR影像建筑物提取的对象级高亮特征描述方法

目的 合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像分辨率的不断提高为建筑物提取提供了有效的数据支持,而传统像素级方法,提取建筑物的效果较差,精度较低。通过分形网络演化分割算法(fractal net evo-lution approach,FNEA)获取分析单元,利用对象级分析单元与邻近环境之间的上下文特征,提出了高亮邻接强度特征(highlight adjacent intensity,HAI)与亮点散射密度特征(shining point distribute density,SDD)的概念,然后结合上述两种特征进行对象级建筑物的提取。最后通过几组实验验证了基于面向对象特征方法比面向像素特征方法对高分辨率SAR建筑物提取具有更好的效果、更高的精度。     

一种融合边缘信息的面向对象遥感图像分割方法

针对遥感图像分割时仅利用光谱信息容易造成过分割和边缘定位不准的问题,提出一种结合光谱强度和纹理信息的遥感图像分水岭分割算法。首先分别提取图像的光谱梯度和纹理梯度,提出一种改进双边滤波模型,滤除图像中的噪声的周时,采用了一种局部的平滑尺度,能够有效消除纹理信息,借助于滤波算法,分别对原图像和Gabor纹理特征图像进行平滑处理,利用边缘检测算子得到光谱梯度和纹理梯度。最后利用形态学膨胀方法进行融合融合,使用分水岭变换对图像分割。用三幅高分辨率彩色遥感图像数据进行实验,并与JSEG（Joint Systems Engineering Group）和多分辨率分割方法进行比较,结果表明该方法具有较高的边界定位准确性,同时降低了过分割和欠分割现象。     

结合光谱和纹理的高分辨率遥感图像分水岭分割

针对遥感图像分割时仅利用光谱信息容易造成过分割和边缘定位不准的问题,提出一种结合光谱强度和纹理信息的遥感图像分水岭分割算法。首先分别提取图像的光谱梯度和纹理梯度,提出一种改进双边滤波模型,滤除图像中的噪声的周时,采用了一种局部的平滑尺度,能够有效消除纹理信息,借助于滤波算法,分别对原图像和Gabor纹理特征图像进行平滑处理,利用边缘检测算子得到光谱梯度和纹理梯度。最后利用形态学膨胀方法进行融合融合,使用分水岭变换对图像分割。用三幅高分辨率彩色遥感图像数据进行实验,并与JSEG（Joint Systems Engineering Group）和多分辨率分割方法进行比较,结果表明该方法具有较高的边界定位准确性,同时降低了过分割和欠分割现象。     

基于边缘的多光谱遥感图像分割方法

从Marr视觉计算理论和Tobler地学第一定律出发,提出了基于边缘的多光谱遥感图像分割方法.在基于边缘的多光谱遥感图像分割方法中,由边缘检测、边缘综合、边缘生长、区域标号等环节组成.该遥感图像分割方法在可视化开发平台Delphi中予以编程实现.将之应用于日本熊本市（Kumamoto）的Quickbird多光谱遥感图像中,并与多种遥感分割算法进行了比较：（1）从多光谱遥感图像各波段亮度信息利用的程度上看,提出的遥感图像分割方法能充分利用多波段亮度信息;（2）从遥感图像分割结果上看,由于分别对不同的波段进行边缘检测,并在此基础上进行边缘综合、边缘生长,遥感图像中的细节特征得到了充分体现,遥感图像分割效果更理想;（3）从计算复杂度和计算效率上看,基于边缘的多光谱遥感图像分割法较其他分割方法有一定的优势.     

联合NSCT与多重分形的高噪声侧扫声呐图像分割

针对现有分割算法对高噪声侧扫声呐图像分割准确率低的问题,提出了一种综合利用NSCT(non-subsampled contourlet transform)分解图像、局部标准差和均值组合增强图像和多重分形判断图像奇异性的侧扫声呐图像分割方法。首先,借助NSCT分解图像,获得滤除高频噪声且保留轮廓信息的低频图像和一系列高频方向子带图像。然后,基于侧扫声呐图像中目标及其阴影伴随出现的特点,计算低频图像的局部标准差与均值的组合特征,获得分别突显目标及其阴影的特征图,使用多重分形分割方法分割特征图,获得低频图像分割结果;利用图像差分和非极大值抑制方法分割高频方向子带图像,获得高频分割结果;融合高低频分割结果获得目标及其阴影的精细边缘。最后通过试验验证了本文方法的有效性。     

Efficient paddy field mapping using Landsat-8 imagery and object-based image analysis based on advanced fractel net evolution approach

This paper proposes an efficient paddy field mapping method using object-based image analysis and a bitemporal data set acquired by Landsat-8 Operational Land Imager. In the proposed approach, image segmentation is the first step and its quality has a serious impact on the accuracy of paddy field classification. In order to improve segmentation quality, a new segmentation algorithm based on a frequently used method, fractal net evolution approach, is developed, with improvement mainly in merging criteria. In order to automate the process of scale parameter determination, an unsupervised scale selection method is utilized to determine the optimal scale parameter for the proposed image segmentation approach. After segmentation, four types of object-based features including geometric, spectral, textural, and contextual information are extracted and input into the subsequent classification procedure. By using a random forest classifier, paddy fields and nonpaddy fields are separated. The proposed image segmentation method and the final classification result are both quantitatively evaluated. Our segmentation method outperformed two popular algorithms according to three supervised evaluation criteria. The classification result with overall accuracy of 91.00% and kappa statistic of 0.82 validated the effectiveness of the proposed framework. Further analysis on feature importance indicated that spectral features made the most contribution as compared to the other three types of object-based features.     

改进Laplace的无人机图像边缘检测算法研究

当图像灰度发生急剧变化时,常规算法存在"阈值检测不敏感"的问题.针对这一问题,借鉴RGB三相分解变换的思路,基于Laplace算法基本原理,文中提出BRGB-ALaplace算法.该算法先进行图像增强,并用高斯滤波器平滑图像和抑制噪声;再对RGB 3个相位分量方向进行拉普拉斯模板锐化拉伸,对这3个分量进行相位重组,实现...