利用遥感影像进行变化检测

首先分析了利用影像进行变化检测的紧迫要求和存在的困难 ,接着对变化检测的方法进行分类 ,提出将影像配准与变化检测整体同步解求的思想和在此基础上进行三维变化检测的可能性 ,并在文中概要介绍和比较了各种变化检测的 7种方法 ,最后展望了下一步应继续研究的方向。     

Automatic Road Change Detection and GIS Updating from High Spatial Remotely-Sensed Imagery

This paper presents a tramework for road network change detectlon In order to upctate the Canadian National Topographic DataBase (NTDB). The methodology has been developed on the basis of road extraction from IRS-pan images (with a 5.8 m spatial resolution) by using a wavelet approach. The feature matching and conflation techniques are used to road change detection and updating. Elementary experiments have showed that the proposed framework could be used for developing an operational road database updating system.     

Automatic road change detection and GIS updating from high spatial remotely-sensed imagery

This paper presents a framework for road network change detection in order to update the Canadian National Topographic DataBase (NTDB). The methodology has been developed on the basis of road extraction from IRS-pan images (with a 5.8 m spatial resolution) by using a wavelet approach. The feature matching and conflation techniques are used to road change detection and updating. Elementary experiments have showed that the proposed framework could be used for developing an operational road database updating system.     

特征级高分辨率遥感图像快速自动配准

随着遥感图像分辨率的日益提高,遥感图像的尺寸和数据量也不断地增大,同时随着遥感应用的发展,对图像配准的性能也提出越来越高的要求,基于此,提出一种特征级高分辨率遥感图像快速自动配准方法。首先,对图像进行Haar小波变换,基于小波变换后的近似图像进行配准以提高配准速度;其次,根据不同的遥感图像来源使用不同的特征提取方法(光学图像使用Canny边缘提取算子,SAR图像使用Ratio Of Averages算子),并将线特征转化为点特征;然后,依据特征点间最小角与次小角的角度之比小于某一阈值来确定初始匹配点对;最后,利用改进的随机抽样一致性算法滤除错误匹配点对,并结合分块思想均匀选取匹配点对计算仿射变换参数,进一步提高配准精度。为了验证本文方法的有效性,选择高分辨率World View-2图像、Pleiades图像和Terra SAR图像进行了实验,并与典型的SIFT算法、SURF算法进行比较分析,采用匹配率、匹配效率、均方根误差和时间消耗4个定量评价指标来客观评价算法的配准性能。实验结果表明,本文方法具有较好的有效性,且在不同的情况下具有较高的配准精度。本文提出的特征级高分辨率遥感图像快速自动配准方法,多组高分辨率遥感图像数据的配准实验结果表明该方法能快速实现并具有较高的配准精度和较好的鲁棒性。     

遥感影像变化检测样本自动抽样

在遥感影像结合矢量数据先验信息的变化检测中,需要从分割后的影像对象中抽取一定数量、具有相同类别属性的样本,其中不可避免地抽到类别属性不一致的样本,如何剔除这些样本是抽样过程中必须解决的重点问题,在目前已有的方法中,一般是通过人工目视判别完成的。样本的自动提取是实现自动变化检测的关键环节,本文提出一种变化检测样本自动抽样方法,主要包括样本的空间布设和异常样本自动检测两个环节。该方法首先利用矢量数据提取抽样图层,用抽样图层分割遥感影像,获取影像对象。其次是根据抽样区域范围、影像对象分布特征和地形特征布设变化检测样本。然后根据样本的先验类别属性构建特征空间向量,计算样本在特征空间的局部可达密度,由局部可达密度计算样本的异常度指数,并根据特征空间密度异常指数剔除异常样本,完成变化检测样本自动提取。最后以耕地、林地和居民地为例进行了抽样试验。结果表明,邻域参数k按样本布设总数的1/5—1/3取值、异常度阈值设定为80%时,可以实现异常样本0漏检率,能够准确、高效实现变化检测样本的自动提取。     

面向对象的多特征分级CVA遥感影像变化检测

变化矢量分析CVA方法在中低分辨率遥感影像变化检测中已得到广泛应用,但由于高分辨率遥感影像存在不同地物尺度差异大、不同类别地物光谱相互重叠的问题,因此对于高分影像的变化检测具有局限性。为提高高分影像变化检测精度,提出了一种面向对象的多特征分级CVA变化检测方法,首先,利用基于区域邻接图的影像分割方法分别对两时相遥感影像进行多尺度分割,提取分割图斑的光谱、纹理和形状特征;然后,在各级尺度下,分别运用随机森林方法进行特征选择,计算CVA变化强度图;最后,根据信息熵对多级变化强度图进行自适应融合,利用Otsu阈值法检测变化区域,并与仅考虑光谱特征的分级CVA变化检测方法、像元级多特征CVA变化检测方法以及仅考虑光谱特征的像元级CVA变化检测方法进行比较分析。实验表明:与比较方法相比,本文方法的变化检测精度较高,误检率和漏检率较低。     

高分辨率遥感影像场景变化检测的相似度方法北大核心CSCD

针对传统高分辨率遥感影像场景变化检测流程复杂且严重依赖分类结果的问题,本文提出了一种顾及场景全局与局部相似性的变化检测方法。首先,将同一区域两个时相的遥感影像裁切成固定尺寸的图像块,构造场景对图像库,并划分为训练集和测试集;其次,构建融合场景全局与局部相似性的双分支卷积神经网络,实现场景相似度学习;然后,利用训练的相似度学习网络提取训练集场景相似度,并通过阈值遍历的方法得到最佳的相似度阈值;最后,基于相似度阈值将测试集场景对划分为变化场景和未变化场景,得到最终的变化检测结果。试验结果表明,本文方法的总体精度为0.94,Kappa系数为0.88,优于传统的分类后变化检测方法,是一种简单有效的场景变化检测方法。     

基于随机森林的遥感影像变化检测

随机森林是一种新兴的、高度灵活的机器学习算法,在预测和分类方面有着良好的稳定性,且算法性能要优于许多单预测器。鉴于此,本文提出了随机森林的遥感影像变化检测算法,利用熵率法对遥感影像进行超像素分割,获取最优分割结果;构建了基于随机森林的遥感影像变化检测模型,以所提取的Gabor特征和光谱特征作为模型输入进行训练和预测,并将有决策树的投票作为最终的变化检测结果。试验结果表明,本文所构建的随机森林变化检测模型在漏检率和虚检率上明显低于其他算法,且总体正确率高,在算法时间上也明显优于其他算法。     

遥感影像CVA变化检测的CUDA并行算法设计

随着遥感影像数据量以及复杂程度的日益增加,遥感图像的快速处理成为实际应用过程中亟需解决的问题。为了实现遥感影像的实时变化检测,针对基于变化矢量分析CVA的变化检测算法,设计了一种基于统一计算设备构架CUDA的并行处理模型。首先利用地理空间数据提取库GDAL实现大数据量遥感影像的分块读取、操作和保存;其次将基于变化矢量分析的变化检测过程分为变化强度检测、映射表构建和变化方向检测,并借助CUDA C将变化矢量分析算法的3个步骤嵌入到CPU和GPU组成的异构平台上进行实验;最后利用该模型对不同数据量的遥感影像进行CVA变化检测并作对比分析。实验结果表明:与CPU串行相比,基于GPU/CUDA的遥感影像CVA的变化检测速度提高了10倍左右;在一定程度上,达到了实时变化检测的效果。     

基于独立成分分析的高光谱变化检测

现有的变化检测方法并未充分研究变化前后高光谱遥感影像端元的联系,不能准确地分析地物变化信息。本文提出了一种基于独立成分分析的高光谱遥感影像变化检测方法,对差值影像进行基于偏斜度的独立成分分析,在不同组分图中分别显示单一地物的变化情况,进而提取变化信息。实验表明,该方法能够在获得较高检测率的同时维持较低的误检率,检测效果优于传统方法。     

Automatic change detection for road networks from images based on GIS

Up to now, detailed strategies and algorithms of automatic change detection for road networks based on GIS have not been discussed. This paper discusses two different strategies of automatic change detection for images with low resolution and high resolution using old GIS data, and presents a buffer detection and tracing algorithm for detecting road from low-resolution images and a new profile tracing algorithm for detecting road from high-resolution images. For feature-level change detection (FL-CD), a so-called buffer detection algorithm is proposed to detect changes of features. Some ideas and algorithms of using GIS prior information and some context information such as substructures of road in high-resolution images to assist road detection and extraction are described in detail.     

Automatic Change Detection for Road Networks from Images Based on GIS

Up to now, detailed strategies and algorithms of automatic change detection for road networks based on GIS have not been discussed. This paper discusses two different strategies of automatic change detection for images with low resolution and high resolution using old GIS data, and presents a buffer detection and tracing algorithm for detecting road from low-resolution images and a new profile tracing algorithm for detecting road from high-resolution images. For feature-level change detection (FL-CD), a so-called buffer detection algorithm is proposed to detect changes of features. Some ideas and algorithms of using GIS prior information and some context information such as substructures of road in high-resolution images to assist road detection and extraction are described in detail.     

遥感影像变化检测方法探讨

利用同一区域不同时相的遥感影像进行变化检测的应用一直是遥感应用研究的热点之一.本文对遥感变化检测技术的研究现状和新进展进行了一定的归纳和总结,对以往分类方法进行了介绍,分别对基于像素、基于对象以及结合特定理论的变化检测方法进行了重点讨论,并对每种方法涉及的理论和最新研究进展进行了评述.     

基于MODIS 250m遥感影像的变化检测

本文采用分辨率为250m的MODIS遥感影像对土地利用类型进行动态监测,其目的是探讨在MODIS影像上,能够快速准确地获取在不同时期的变化信息,并且为进一步分析提供参考。本文主要讨论运用MODIS影像进行变化检测的几个方面:一是相对辐射校正;二是变化区域的确定,采用基于像素的阈值分割和基于区域的松弛法进来确认变化/非变化像元,并提出一种基于缓冲区方法来消除部分伪变化信息;三是精度评价,根据MO-DIS高时相的特点,本文提出了基于缺少实地观测数据情况下的精度评价。     

高分辨率遥感影像配准与变化检测一体化处理

为了克服高分辨率遥感影像配准与变化检测作为单独环节处理的局限,该文提出了一种基于变分理论的配准与变化检测一体化处理方法。该方法将配准误差作为一种光谱变化决策因子,变化信息以权值的方式迭代反馈给变分配准模型的解算过程。为了更准确地检测建筑物这个特定目标的真实变化,该文采用多尺度最大形态学轮廓建筑物检测指数的差异作为另外一个决策因子。最后将配准误差反映的变化和建筑物检测指数的差异这两个决策因子在D-S证据理论框架下建立概率模型进行融合处理,进而得到建筑物的变化检测结果。该文选取WorldView-2数据进行实验,实验结果表明,一体化处理思路可以有效地解决单独处理的局限,从根本上解决配准误差对变化检测结果的影响以及由于变化而使配准精度降低的问题,进而提高配准和变化检测的质量。     

通讯光缆选线的遥感及GIS辅助决策分析

详细介绍了基于遥感和地理信息系统(GIS)的某地通讯光缆选线基本流程。借助遥感和栅格GIS分析软件Idrisiforwindows,成功规划出了最佳通讯光缆支线位置,实现了通讯光缆选线的遥感和GIS辅助决策分析。     

融合Transformer结构的高分辨率遥感影像变化检测网络

为解决遥感影像变化检测全局上下文信息捕获的问题,本文提出了基于孪生结构、跳跃连接结构及Transformer结构的TSU-Net。该模型编码器采用混合CNN-Transformers结构,借助自注意力机制捕获遥感影像的全局上下文信息,增强了模型对于像素级遥感影像变化检测任务的长距离上下文建模能力。该模型在LEVIR-CD数据集和CDD数据集进行测试,F1得分分别为90.73和93.14,优于各对比模型。     

遥感影像变化检测技术发展综述

变化检测是遥感信息科学的一个重要研究方向。本文首先介绍了遥感变化检测的技术流程;其次,重点介绍了各种常用的和近年来新出现的变化检测方法,并对其优缺点进行了简要评述;最后,讨论了变化检测技术的发展现状和存在的问题。     

青藏高原32年湿地对气候变化的空间响应

青藏高原是全球气候变化敏感区,其湿地状况对该区的生态安全有重要影响。基于1975年MSS,1990年TM,2000年ETM和2006年CBERS遥感数据,建立4大类10亚类湿地的遥感解译标志;通过目视和人机交互解译,结合多年野外调查资料,获取4期湿地信息数据;经过Kriging空间插值处理获得1962—2007年青藏高原每一年的年平均降水和气温空间数据;应用Arc Info软件进行Grid计算,以遥感数据的时相分布图为控制层,分别生成4期气温镶嵌图和降水镶嵌图;使用AML宏语言实现湿地变化与气候因子(温度和降水)基于像元的相关分析、偏相关分析和复相关分析,在空间上定量分析湿地变化与气候变化的响应关系。结果表明:青藏高原1975—2000年湿地总面积持续减少,2000年后有所回升;以干燥为主要特征的柴达木流域、祁连山区及黄河流域的湿地变化对降水变化的响应较敏感;在青藏高原整体升温、尤其是低温地区增温幅度较大的情况下,以冰川融水作为补给的湿地对气温变化的响应较为敏感。     

从卫星遥感全色图像中自动提取城市目标

提出了一种从卫星遥感全色图像中自动提取城市目标的方法。在总结城市目标的卫星遥感全色图像特性的基础上,设计了一种层次提取的方法。首先在低分辨率图像中提取城市目标的候选区域;接着在候选区域内利用城市目标一些更复杂的特性在高分辨率图像中证实城市目标。为了获得城市目标的边界,提出了一种基于边缘点密度的算法,并将算法应用去提取SPOT图像中的城市目标,取得了较好的试验结果。