基于深度学习模型的城市高分辨率遥感影像不透水面提取

不透水面是衡量城市生态环境状况的重要指标。城市土地利用的复杂性和不透水表面材料的多样性,导致直接从高分辨率遥感影像中提取不透水表面具有挑战性。针对城市尺度高分辨率遥感影像的不透水面提取要求,本文提出基于深度学习的城市不透水面提取模型。首先,利用深度卷积神经网络对影像特征进行提取;然后,根据其邻域关系构建概率图学习模型,进一步引入高阶语义信息对特征进行优化,实现不透水面的精确提取。本文选取武汉市为实验区,以高分二号卫星遥感影像作为数据源,完成了不透水面专题信息提取,其中自动提取准确率在建成区为89.02%、在城乡结合部为95.55%。与随机森林（RF）和支持向量机（SVM）等经典方法对比,结果表明深度学习不透水面提取方法有较高的提取精度和细节准确性,建成区的总体精度相比于RF和SVM算法分别提升2.18%和1.68%。最后,对武汉市各主要行政区不透水面信息进行统计和分析,结果表明其中江汉区和武昌区2个核心主城区不透水面占比超过60%,并对武汉市现状和发展规划特点进行了讨论。本文研究成果可为海绵城市和生态城市的建设提供基础技术支撑和数据参考。     

基于谱空间统计特征的高分辨率影像分割尺度估计

多尺度分割是面向对象遥感影像分析的关键性基础步骤,影像分割过程中尺度参数的选择直接关系到面向对象影像分析的质量和精度。本文首先从理论层面将遥感影像分割的尺度界定为基于统计的原始影像全局或局部特征的一种定量化估计,并在算法层面上将多尺度分割算法的尺度参数概括为空间尺度分割参数（类别或斑块间的空间距离）、属性尺度分割参数（类别或斑块间的属性距离）和合并阈值参数（斑块大小或斑块像元数目）;接着,提出了基于谱空间统计的高分辨率影像分割尺度估计方法;最后,以均值漂移多尺度分割算法为例,采用高空间分辨率的Ikonos、Quickbird和航空影像数据,对本文提出的基于谱空间统计的高分辨率影像分割尺度估计方法进行了验证。结果表明,该方法在一定程度上不仅避免了高分辨率遥感影像分割尺度参数选择的主观性和盲目性,还提高了面向对象影像分析的自动化程度,具有可行性和有效性。     

北京市综合遥感影像数据库系统

1系统简介 1．1系统建设背景 地理空间数据库是电子政务四大基础数据库之一，也是重要的信息化基础设施。随着北京市信息化建设的不断深入，地理空间信息资源的开发利用需求日趋紧迫。为满足“数字北京”、“数字奥运”建设的要求，北京市政府自2001年开始就开展了年度航空拍摄，以获取高分辨率遥感影像数据，同时，采购其他相关的卫星遥感影像，为政府各部门提供基础地理空间信息支撑。传统的数据管理和共享方式日益不能适应需求，北京市综合遥感影像数据库系统的建设就是为了有效解决海量遥感数据的存储、管理问题，[第一段]     

POI辅助下的高分辨率遥感影像城市建筑物功能分类研究

城市建筑物是城市的重要组成部分,对城市建筑物进行功能分类可以为城市功能区划分提供有利依据,辅助政府部门对城市规划、土地利用、资源、人口等方面的分布与分配进行管理与决策,有助于推进城镇化建设的可持续发展。仅利用目前的遥感分类技术难以对高分辨率遥感影像的城市建筑物信息进行功能分类,然而将遥感、互联网兴趣点（Point of Interest, POI）数据以及GIS技术有效地结合在一起,可以更为细致地分析城市信息,不仅实现了建筑物功能分类,而且提高了分类的准确率与可信度。本文首先选取卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）方法对高分辨率遥感影像数据进行建筑物提取;然后,对POI数据的城市商服、公建和住宅用地进行核密度分析;最后分别统计每个建筑物3种用地的核密度平均值,并将该值设置为此建筑物的属性值,并结合POI数据的实际情况选择具有最佳功能分类精度的属性值作为阈值提取3种用地信息,从而完成不同功能的城市建筑物分类。精度评价结果表明,该方法对3种用地的提取效果良好,分类精度达到86%以上。     

网格化城市管理卫星技术综合应用研究

总结了网格化城市管理新模式由数字城管向智慧城管发展、城市管理范围由建成区向城乡结合部延伸所需解决的问题及对卫星技术应用的迫切需求,结合国家在卫星遥感和卫星导航方面的技术进展,探讨了网格化城市管理卫星技术综合应用服务平台的总体架构设计和主要子系统划分,并对人员和车辆精细化管理、车载视频快速上报城市管理案件、高精度移动测量技术、基于高分辨率遥感影像的城乡结合部基础数据提取技术、基于定位实景融合技术的城管业务动态监管、实景影像动态数据更新技术等关键技术进行了具体阐述。本文的部分研究成果已经在宁波市智慧城管和杭州市实景影像系统建设中进行了示范应用,取得了良好效果。     

基于时空大数据的杭州重点城区规划实施评估研究

以地理数据为基础汇集了城市规划管理各重点区域多时空序列的地理信息、遥感影像、网络地图、街景地图、城市模型等大数据资源。城市的发展在新的时期也提出要以自然为美,把好山好水好风光融入城市的发展目标。以2001~2015年遥感影像为基础,对重点区域与对应年度的同位区域影像及规划进行对比,尝试对水资源保护、环境改善、城市建设等方面进行实施评述,以探索结合时空大数据资源在规划实施评估方面发挥更好的作用。     

基于高分二号卫星影像的城市不透水面提取

受到分类目标趋于多样化和影像因素复杂的影响,基于高分辨率遥感影像提取城市不透水面的方法普遍精度不高。本文旨在探索快速有效地利用高分辨率遥感影像提取不透水面方法。以梧州市高分二号遥感卫星影像为例,采用支持向量机方法应用于不透水面分类中。这种方法首先根据高斯核函数训练出样本空间,然后直接对经过HSL色彩空间变换后的影像进行分类,使得有效特征信息增加进而分类精度提高。实验结果证明了这种方法的有效性。     

城市建成区遥感影像边界提取与扩张分析

针对城市建成区提取过程中,仅依赖单一数据源导致精度不够的问题,本文基于面向对象分类方法和利用土地类型信息标准差统计变量,实现遥感影像中城市建城区边界的提取,并以该建成区为依据对河南省虞城县的城区空间扩张特征作了分析。实验中首先采用均值漂移分割算法对高分一号遥感影像实现分割,然后利用决策树分类算法实现土地利用类型分类,最后基于0.1 km × 0.1 km窗口统计土地利用类型标准差信息,获取建成区边界。面向实际应用,以河南省虞城县为例,采用高分一号影像获得虞城县2017年建成区数据,并基于该数据采用多个TM影像提取城区其他年份的建成区边界,实现河南省虞城县城区空间扩张特征分析。结果表明,本文方法获取的建成区边界精度较一般的监督分类提取边界有进一步的提高,精度达到89%。进而说明结合高分辨率影像提取多个年份的建成区数据的可靠性,在城市扩张研究中,对仅利用低空间分辨率提取精度不够问题和仅利用高分辨影像提取效率低等问题提供了较好的解决方案。     

土地执法监察中的高分辨率遥感及变化检测技术

土地执法监察是国土资源管理业务体系的重要内容之一。当前土地执法监察工作多以传统手工作业为主,工作效率需要提升。随着高空间分辨率遥感技术的发展,借助高分辨率遥感影像实施准确、快速的土地执法监察成为可能。本文在分析实际应用需求和最新技术发展的基础上,以国产高分辨率影像提取违法建设用地为出发点,选取浙江省台州市黄岩区为研究区,开展县区级土地执法监察应用研究。借助面向对象变化检测与建设用地提取等技术获取了疑似的违法新增建设用地,取得了较好的应用效果,为挖掘国产高分辨率卫星影像在土地执法监察应用方面的潜力提供了参考。     

大运河环境景观与变化分析

基于第一次地理国情普查成果,结合高分辨率遥感影像、遗产保护区划图、遗产要素统计信息,获取、分析了大运河申遗之前(2009年为主)、申遗成功当年(2014年)、申遗成功一年之后(2015年)三个时点的环境景观及变化信息,为大运河调查、评估、规划、管理、监测提供理论和地理信息支撑.通过本研究探索,对地理国情普查成果有效转化应用起到很好的示范作用,并为其他世界文化遗产和不可移动文物监测提供了有效借鉴.     

基于地理国情地表覆盖的城市建设用地提取方法研究——以兰州新区为例

城市建设用地与社会、经济、生态等息息相关,如何提取满足地理国情监测需求的城市建设用地成为一个亟待解决的问题。以兰州新区2012和2013两年的地理国情地表覆盖为基础数据,结合遥感影像、规划用地和外业调查数据,采用地表覆盖和遥感影像确定几何图形,规划用地和外业调查确定社会属性的提取方法,依据相关提取原则和提取参考,利用Arc GIS10.1软件提取城市建设用地。结果表明,本文所提出的提取方法可以满足地理国情监测需求的城市建设用地,该方法尤其适用于大规模正在建设的区域。     

高分辨率遥感影像目标分类与识别研究进展

高分辨率遥感影像的目标分类与识别,是对地观测系统进行图像分析理解,以及自动目标识别系统提取目标信息的重要手段。本文综述了当前国内外在可见光、红外、合成孔径雷达和合成孔径声纳等遥感影像的目标分类与识别的关键技术和最新研究进展。首先,讨论了高分辨率遥感影像的目标分类与识别问题的主要研究层次和内容;其次,深入分析了高分辨率遥感影像目标分类与识别,在滤波降噪、特征提取、目标检测、场景分类、目标分类和目标识别的关键技术及其所存在的问题;最后,结合并行计算、神经计算和认知计算等技术,讨论了目标分类与识别的可行性方案。具体包括：（1）高性能并行计算在高分辨率遥感图像处理的主流技术,并给出了基于Hadoop+OpenMP+CUDA的高分辨率遥感影像混合并行处理架构;（2）深度学习对于提升目标分类和识别精度的应用前景,以及基于深度神经网络的多层次遥感影像目标识别方法;（3）认知计算在解决遥感影像大数据不确定性分析的模型与算法,并讨论了层次主题模型的多尺度遥感影像场景描述方案。此外,根据媒体神经认知计算的相关研究,探讨了遥感影像大数据的目标分类和识别的发展趋势和研究方向。     

基于高分辨率遥感目标特征库的地震灾情快速评估方法

高分辨率遥感影像已逐步成为地震灾害快速评估的主要数据源之一,但现有的遥感地震灾害信息提取方法存在对研究人员目视解译经验依赖性强和利用高分辨率影像提取结果精度不高的问题。因此,本文提出了一种基于目标特征库的高分辨率遥感灾害信息快速提取方法,用于提升遥感影像灾害信息提取的效率和自动化程度,并对基于目标特征库进行地震灾情快速评估的几项关键技术（目标特征库构建、样本匹配方法和自动分类方法）进行了阐述,最后,以云南鲁甸地震龙头山镇地区为研究区,基于高分辨率遥感影像在目标特征库支持下开展了地震灾情快速评估实验。通过与灾后调查数据的对比分析发现,基于高分辨率遥感灾害目标特征库的地震灾情快速评估结果在精度上可以满足灾情快速评估的业务需要,同时还具有更好的时效性。     

多源海量统计遥感数据集成管理技术研究

统计遥感业务是国家统计局基于统计业务对空间信息的发展和应用需求,将GIS、RS和GPS空间信息技术全面应用于统计数据的获取、管理与分析中,从而提高统计效率和统计科技含量,构建新型国家统计业务体系。统计遥感业务数据具有多源、海量的特点,实现统计遥感数据的集成与管理是新型统计遥感业务成功运转的基础。针对统计遥感业务及数据应用需求,通过对各类空间数据集成与管理技术进行研究,提出在建立统计遥感空间数据库基础上,将影像以县级为单位进行拼接、然后压缩存储到统计遥感空间数据库,同时结合影像编目技术实现海量遥感影像的管理;提出将元数据管理和数据转换、数据直接访问以及数据互操作方式,实现多源统计遥感数据的集成与管理。通过多种方式,从应用层面较好地解决了海量、多源统计遥感数据的集成与管理,提升了统计遥感数据的应用范围。     

基于“遥感、大数据、互联网+城乡规划”的“智慧规划”创新模式的探索——以东莞市为例

"遥感、大数据、互联网+"等新技术集成应用,极大地丰富了数据获取来源,为城乡规划提供了新的分析方法。本文以东莞市为例,总结了东莞市城乡规划信息化与新技术应用的发展历程,结合新技术的应用时代背景,揭示了存在的问题,并为探索基于"遥感、大数据、互联网+城乡规划"的"智慧规划"创新模式提出了建议,为加强城市规划建设管理,提升城市品质提供技术基础,同时为中小城市的规划信息化及新技术应用提供借鉴。     

黑河流域中游无人机遥感影像数据处理

无人机低空遥感技术是航空遥感领域一个新的发展方向,具有低成本、快捷、灵活机动,以及数据高时效、高分辨率等特点。本文以无人机低空遥感在黑河流域中游张掖的应用为例,介绍了无人机低空遥感系统的基本构成,论述了影像数据的获取、影像的匀色、特征点的提取与匹配、几何纠正与镶嵌、DTM和DOM的生成等处理流程与分析方法。实验结果表明,无人机低空遥感系统能够满足局部区域内的高分辨率、大比例尺基础数据采集的实际需求,在三维重建、土地调查、环境监测等领域具有良好的应用前景。     

无参数高分辨率遥感影像的建筑高度快速提取方法

无参数高分辨率遥感影像快速提取建筑高度,在城市建设和土地管理中有重要的现实意义。当前的研究多以已知参数的遥感影像获取,但其提取方法受限制条件多。本文提出以无参数高分辨率遥感影像,综合利用单张影像上的特征点所构成的4类特征线换算建筑高度的方法。4类特征线包括屋顶位移点与其阴影点的连线、建筑高差引起的屋顶像点位移、阴影全长和建筑遮挡后的阴影长。通过已知的少量建筑的实际高度和推导出的4类特征线换算建筑高度的计算模型,可对大量建筑进行快速、精确地高度量算。结合南京市的Google Earth影像进行了验证,结果表明,该方法采用的影像易于获得,综合量算方法大大增加了单张影像上提取建筑高度的可操作性,并解决了量算建筑高度时无相关参数的问题。该方法精度较高,可大面积、快速提取建筑高度,在生产实践中有较大的实用价值。     

结合密集连接和特征重标定的高分影像分类方法

现有的基于深度学习的面向对象分类方法存在特征表达不充分,难以处理蕴含复杂信息的高分辨率遥感影像等问题.为了实现高分辨率遥感影像高精度分类目的 ,本文提出了一种结合密集连接和特征重标定的影像分类方法.首先构建具有密集连接方式的DenseNet网络作为基础网络,密集连接的方式能实现每一层输入都是前面所有层信息的汇总;然后引...     

街区突发性泄漏的气体扩散过程仿真技术的集成试验

突发性泄漏事故已成为我国城市公共安全的一个潜在威胁.本文以福建省福州市某街区为案例,采用高分辨率遥感影像、各种敏感目标和人口的分布信息等空间数据,利用事件触发机制,建立基础数据库与虚拟现实仿真试验平台.针对威胁城市公共安全的突发性泄漏事故,选择一种适合城市街区尺度的点源气体扩散模型与GIS集成,以构建泄漏气体扩散的三维...     

高分辨率光学遥感卫星宽幅成像技术发展浅析

幅宽是影响高分辨率光学遥感卫星应用的重要指标。本文分析了国际上高分辨率光学遥感卫星宽幅成像的主要途径,介绍了多CCD内视场拼接、多相机外视场拼接、敏捷成像、多星组网等主流宽幅成像方式及其数据处理的技术特点,同时分析了相机垂轨摆扫成像、大面阵相机敏捷拼幅成像等新型星载宽幅影像获取方式,有助于系统地了解高分辨率光学遥感卫星宽幅成像技术进展,对于展望其发展趋势具有一定的参考作用。