基于流形学习的高分SAR图像建筑区提取方法

高空间分辨率(简称"高分")SAR图像具有高维非线性特点,以高维空间蕴含的低维流形描述SAR图像,会更有利于目标识别。将流形学习应用到高维SAR目标识别的特征表达中,提出一种新的高分SAR图像建筑区提取方法。首先,对高分SAR图像进行预处理;然后,采用灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix,GLCM)提取8种纹理特征,与灰度图像共同构建SAR图像的高维特征集;利用自适应邻域选择的邻域保持嵌入(adaptive neighborhood selection neighborhoods preserving embedding,ANSNPE)算法对高维特征集进行特征提取,提取出新的特征;最后,通过阈值分割及后处理提取建筑区,并进行精度评价。选择Terra SAR-X数据进行实验研究,结果表明,ANSNPE算法能够从高分SAR图像中有效提取建筑区,并具有较强的泛化能力;通过训练数据获得的投影矩阵可直接应用到新样本中,建筑区提取精度达85%以上。     

基于高分三号卫星影像的水体信息提取技术研究

随着各类卫星遥感和航天航空技术的不断进步,采用卫星遥感图像来提取水域的信息成为了新的选择和研究的热点.同时SAR(合成孔径雷达)技术以其不受各类气候、气象的干扰,高分辨率、穿透力强的优点,成为水域信息提取的重要手段.高分三号卫星是近年来我国发射的SAR卫星,为此本文研究所采用的数据源为高分三号HH、VV、HV、VH四种极化方式的SAR图像,研究区域为长春市农安县太平池水库及共青团水库,采用经验阈值分割法分别提取其水域信息,进而分析评价水域提取的正确性和精度.总结发现:1)使用经验阈值分割法可以从SAR图像上提取水体;2)提取的水体经过和天地图和谷歌地图的比对,验证了正确性;3)不同极化方式所提取出来的水体的效果是不同的.     

基于序列非线性滤波SAR影像水体自动提取

由于SAR图像中固有斑点噪声的强烈影响,某些对于光学图像有很好效果的目标提取区域分割的方法对于SAR图像来说效果不很好.针对水体目标的亮度及形状分布特征,不作阈值分割处理,而采用序列非线性滤波处理方法,可以快速有效地实现SAR影像水体目标的自动提取识别.     

基于复小波变换的SAR图像斑点滤波方法

斑点噪声的存在使得SAR图像的应用受到较大的限制.文中首先介绍了SAR图像斑点噪声模型以及几种常用的SAR斑点噪声抑制方法;然后对小波变换斑点噪声滤波方法进行分析,提出了基于二元树复小波变换的SAR图像滤波方法.实验比较表明,二元树复小波变换抑制SAR斑点噪声效果明显,较小波变换更具有优越性.     

一种结合上下文与边缘注意力的SAR图像海陆分割深度网络方法

海陆分割对于合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像海洋目标检测、海岸线提取等任务具有重要意义。针对实际应用中多分辨率SAR图像海陆分割难题,提出了一种基于上下文与边缘注意力的海陆分割方法。该方法利用通道注意力机制融合不同尺度和层次的上下文特征,设计了边缘提取支路提供边缘信息,进一步提高了海陆边界的分割准确率。同时,构建了基于高分三号卫星数据的多分辨率SAR图像海陆分割数据集,该数据集涵盖了多个分辨率,包括港口、岛屿等多种海陆边界类型。并基于所构建的多分辨率SAR图像海陆分割数据集,对所提网络的有效性和各模块的作用进行了实验分析。实验结果表明,所提网络的整体预测准确率和平均交并比分别达到了98.21%和96.47%,能够较好地完成海陆分割任务。     

基于局部自适应阈值的GF-3 SAR影像洪涝水体提取

针对全局阈值法在大场景SAR图像水体提取时存在的局限性以及山体阴影对水体提取的干扰,提出一种DEM辅助下基于自适应阈值的SAR影像洪涝水体提取方法.首先结合DEM和SAR卫星轨道参数去除山体阴影产生的辐射失真区域,利用K-means聚类算法得到初始的水体分布图;然后在初始水体信息基础上,通过窗口提取局部区域的水体和非水体,并采用KI算法对局部区域进行自适应阈值的计算,实现自适应阈值水体信息的快速提取.利用湖南省东北部GF-3精细条带2成像模式(FSII)SAR影像进行洪涝水体提取实验,研究表明该方法既保留了水体的细节信息,又能减弱噪声、山体阴影等的影响,F-Measure指数高于全局阈值法,其查准率较全局阈值法提高了7.97％,尤其适用于含山区影像的大范围洪涝水体快速提取.     

基于多源遥感数据的水体信息提取研究

卫星遥感技术已被广泛应用到水体信息提取中,但目前基于遥感技术的水体信息提取多采用单一的遥感数据源,而没有充分利用多源数据的信息复合优势,因此,提取结果经常受天气气候或空间分辨率限制。本文研究了不同尺度、不同平台的多种遥感数据源的水体信息提取方法。首先,基于波谱间关系决策树分类算法对Landsat ETM+图像进行水体提取,利用其分辨率优势较准确地提取出水体范围;其次,在Radarsat SAR图像上利用阈值法粗提取水体信息后,结合DEM剔除阴影得到水体信息;最后,利用灾前Landsat ETM+图像水体信息提取结果和灾中Radarsat SAR图像水体信息提取结果,进行差值处理,得到洪水淹没范围。研究结果可以为洪水灾害监测与评估提供信息依据。     

基于复小波变换的SAR图像斑点滤波方法

斑点噪声的存在使得SAR图像的应用受到较大的限制.文中首先介绍了SAR图像斑点噪声模型以及几种常用的SAR斑点噪声抑制方法;然后对小波变换斑点噪声滤波方法进行分析,提出了基于二元树复小波变换的SAR图像滤波方法.实验比较表明,二元树复小波变换抑制SAR斑点噪声效果明显,较小波变换更具有优越性.     

基于Gabor滤波和局部特征点密度的居民区提取

通过对高空间分辨率遥感图像(简称高分图像)中的居民区纹理结构信息的分析,提出了一种基于Gabor滤波和局部特征点密度的居民区提取方法。该方法首先对高分图像进行多方向Gabor滤波,得到多个方向的幅值信息,并通过阈值处理和筛选后处理获取图像的特征点;然后对特征点求取局部密度,获取居民区的范围;再用数学形态学变换进行细微处理,最终提取出图像中的居民区。以World View2真彩色图像为实验数据对不同方法进行验证及对比分析的结果表明,该方法具有较高的提取精度和计算效率。     

结合笔画宽度变换与几何特征集的高分一号遥感图像河流提取

从高空间分辨率遥感影像中提取河流具有诸多重要意义。目前大多数方法致力于从河流的光谱特征或纹理特征出发提取河流,但对于存在同物异谱或异物同谱现象、纹理分析尺度难以确定或噪声严重的的图像,基于水体光谱分析或纹理分析的方法并不十分适用。高空间分辨率图像中的河流一般结构不规则,更可能由于各种原因致使河流的局部与整体拥有不一样的光谱特征和纹理特征,然而在一些遥感图像中,河流可能在大范围内具有近似一致的宽度,基于此,提出了结合笔画宽度变换(stroke width transform,SWT)和几何特征集(geometric feature set,GFS)的河流提取方法。首先,使用Canny算子提取图像边缘,并把边缘图作为SWT算法的输入,得到笔画宽度图;然后,使用连通域标记算法对其中的像元进行分组,接着根据构造的GFS来对分组之后得到的连通域进行筛选;最后,对剩下的连通域进行孔洞填充。使用高分一号(GF-1)近红外波段进行实验的结果表明,该方法能够在完整提取目标河流的同时很好地抑制噪声。同时,该方法在提取效果和算法稳定性上明显优于乘性Duda算子和区域生长算法。     

基于小波分析的SAR图像斑点滤波及其性能比较评价

进行斑点噪声滤波是对SAR图像进行分割、分类和信息提取处理前不可或缺的处理步骤。该文首先简要回顾了各种传统的SAR图像斑点滤波算法。在充分考虑SAR图像斑点噪声乘性特征的基础上，对SAR图像进行对数变换，将乘性噪声转变为加性噪声，然后在对图像进行小波分解，采用软门限方法进行典型SAR图像斑点噪声滤波。归纳SAR图像斑点噪声滤波效果评价的5个指标，并将文中基于小波分析的滤波效果与传统的自适应局部统计斑点滤波器、Gamma-Map滤波器的滤波效果进行了全方位的比较。结果表明，该方法在图像均匀区域的辐射特性保持和斑点抑制能力，边缘、细小特征和点目标等结构信息的保持方面都优于传统的斑点滤波器。     

一种基于核回归的SAR图像自适应相干斑抑制方法

为了在抑制相干斑噪声的同时更好地保持SAR图像中的点目标和边缘目标,在经典核回归方法的基础上,本文提出了基于核回归的SAR图像自适应相干斑抑制方法。通过分析SAR图像的幅度分布特性,在构建模型时,以图像的幅度值为判别条件,使核函数在幅值较小的背景区域具有较大的光滑作用以抑制噪声,而在幅值较大的目标区域光滑作用较小以保护目标特征;同时考虑对边缘的保护作用,基于散布矩阵修正了自适应核回归方法,建立了基于核回归的SAR图像自适应相干斑抑制方法。试验结果表明,该算法通过将幅度值和散布矩阵引入核函数,更好地抑制了噪声,同时也保持了图像中的点目标和边缘。     

高分辨率SAR影像斑点噪声滤除方法的研究

SAR影像中一般都存在着斑点噪声,它严重干扰了地物信息的提取与SAR影像的应用,影响了地物的判读,因此,抑制SAR影像斑点噪声对SAR影像的应用有着重要意义。本文首先分析了斑点噪声的产生机理及数学模型,然后介绍了滤除斑点噪声的方法,重点介绍了几种局域统计自适应滤波,总结了SAR斑点噪声滤除的两种数学模型作为构造SAR斑点噪声滤除方法的基础,然后针对几种典型的滤波算法进行了对比试验,最后提出了一套对这些滤波斑点噪声滤除效果的定量化评价指标,并运用到试验中,指导SAR影像斑点噪声的滤除以及滤波算法的构造。     

星载SAR图象斑点噪声消除方法效果的比较研究

星载（ＳＡＲ）图象一般都存在相干斑点噪声，严重干扰地物信息的提取与ＳＡＲ图象的应用效果，因此斑点噪声的消除问题引起微波遥感科技工作者的普遍关注，先后有多位学者提出各种不同的处理方法，其中最为常用的有均值平滑滤波、中值平滑滤波、Ｆｒｏｓｔ自适应滤波、Ｌｅｅ自适应滤波以及近期由Ｐ．Ｖ．ＮａｒａｓｉｍｈａＲａｏ等人提出的改良Ｋ－均值自适应滤波等方法。本文分析了这几种方法的数学基础，并选择了有代表性的实验区开展对比试验，结果表明：改良Ｋ－均值自适应滤波法效果最佳。     

基于多特征的SAR影像溢油暗斑提取

由于星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)溢油影像包含大量斑点噪声,仅依靠传统模糊聚类方法不能有效提取出其溢油区域。针对SAR图像存在的斑点噪声问题,本文提出了一种结合多特征与改进模糊C均值聚类(Fuzzy C-means,FCM)的溢油暗斑提取方法。该方法首先提取影像的多个特征,以便更加充分地反映影像信息;然后同时考虑像素与其邻域的强度和空间位置关系,以此来构造模糊加权因子,进而定义目标函数;最后通过迭代最小化目标函数,获得最佳溢油暗斑提取结果。文中对真实的SAR溢油影像进行了溢油暗斑提取实验,并分别与利用单一特征和加入邻域关系的模糊聚类方法得到的提取结果进行对比分析,实验结果证明了本文方法的有效性。     

一种从SAR图像中提取城市道路网络的方法

提出一种从高分辨率SAR图像中提取城市道路网络的算法.在高分辨率SAR图像中,道路在空间结构上表现为一细长的且宽度基本恒定不变的均匀区域.利用模糊C均值聚类方法对高分辨率SAR图像进行聚类分析,将道路类像素从原始图像中分离出来.为突出道路形状特征,减少冗余信息,对聚类结果进行细化,同时利用跟踪算子消除短线段;以提取道路中心线二值图的像素值作为图像能量,应用Snakes模型检测道路网络.通过实际SAR图像验证,该算法可以准确提取复杂的城市道路网络.     

SAR图像斑点噪声抑制的本质

合成孔径雷达（SAR）图像的斑点噪声阻碍SAR的应用。在过去20多年中，提出了许多SAR图像去除斑点噪声方法，虽然每种去除斑点噪声方法都能有效去除斑点噪声，但都不同程度地损失了图像的边缘信息，本文首先以数学物理的观点描述了SAR图像斑点噪声抑制问题。其次分析了斑点噪声的统计特性和几种典型的去除斑点噪声方法并进行了简单的比较，在最后研究了SAR图像斑点噪声抑制的本质，这对开发既能有效去除斑点噪声，又能有效保持边缘信息的去除噪声方法十分重要。     

相同侧视方向异轨SAR图像差异化约束连接点提取

为了实现SAR图像区域网平差时连接点的自动稳健提取,面向相同侧视方向、近似平行轨道的异轨SAR图像,针对其方位向相对几何畸变较小、距离向相对几何畸变较大的特点,提出一种采用差异化约束的SAR图像连接点提取方法。该方法在构建SAR图像影像金字塔的基础上,采用增大方位向边长的长方形匹配窗口由金字塔顶层向下逐层进行相关系数匹配,利用方位向强约束、距离向弱约束的差异化随机采样一致性算法剔除误匹配点,并利用方位向全局双线性变换模型与距离向局部双线性变换模型进行下层金字塔影像的匹配点位预测。采用Envisat ASAR图像和国产机载SAR图像分别进行了连接点提取试验,验证了本文方法的有效性。     

均匀分布与结构描述ASIFT相结合的SAR与可见光图像配准算法

针对SAR与可见光图像配准中存在的非线性灰度差异与斑点噪声,同时考虑不同的成像视角问题,提出了基于均匀分布与结构描述ASIFT的SAR与可见光图像配准算法。该算法首先采用引导滤波建立引导尺度空间以达到噪声抑制与边缘保持,在特征点提取阶段,由于非线性灰度差异引入相位一致性强度信息,并与尺度空间网格划分相结合,指导筛选图像中均匀特征点的获取;然后在特征描述阶段,引入扩展相位一致性方法计算SAR与可见光图像的一致性梯度幅值和方向,提高了主方向和描述符的准确性;最后利用Optimal-RANSAC进行特征描述符匹配实现有效配准。通过对4组实测图像进行试验及结果分析,证明该算法相比SAR-SIFT与传统ASIFT算法具有更准确的配准精度。     

一种高分辨率SAR影像道路提取方法

针对高分辨率SAR影像中细节信息损坏道路的面特征结构、影响道路提取,基于影像统计特征,给出一种结合区域生长和细节信息识别的道路提取方法。该方法通过区域生长提取呈现面特征的暗目标(道路框架),利用CFAR算法识别细节,通过形态学融合得到最终结果。为降低高分辨率影像区域异质性对提取结果影响,提出了一种自适应CFAR算法,相比之前算法可自适应删除干扰点;并引入有效表征影像统计的GA0分布。利用海南省陵水黎族自治县机载X波段高分辨率SAR数据的幅度影像进行实验,结果表明,该方法能有效提取呈面特征的道路,获得准确的道路宽度和中心线信息。