基于多级网格模型的LiDAR数据河流边缘提取算法

分析了内陆河流域点云数据的特性,提出了一种基于多级网格模型的河流边缘提取算法。首先将目标区域按网格窗口大小进行逐级分层,并建立层级继承关系;然后计算网格的平均高程、平均反射强度、点云密度等参数,利用8邻域判决算法、面积阈值算法和河流连通性原则确定水体网格;最后对河流边缘网格的水体点数据进行提取,确定河流边缘。实验数据表明,该方法能够准确对河流进行提取。     

彩色扫描地形图的分色方法

本文提出了一种新的地形图分色方法。首先去除背景像素,然后根据灰度梯度值提取主色像素,利用直方图模糊c-均值(FCM)聚类方法对主色像素进行颜色聚类,对去背景后的图像进行Canny算子的边缘检测。最后,利用加壳变换和障碍距离变换工具对符号周围的过渡像素进行聚类,从而实现黑棕兰绿四个分版图的提取。该方法效率较高,受图纸扫描质量的影响不大,分色效果较理想。     

基于边界特性改进直方图门限法的道路提取

针对经典边缘检测算子在提取道路边缘时,易于受到房屋边界、地类界等线性目标的干扰,使得检测出道路边缘的同时混有其它非道路线现象,提出一种基于边界特性改进直方图门限算法提取道路边缘像素,利用边缘像素改善直方图检测道路像素的方法。该算法首先获取道路边缘像素,然后通过形态学运算得到初始道路段,细化获取道路中心线,最后对其进行判断编组连接得到道路网络。     

基于特征匹配的月球撞击坑自动提取研究

本文提出了一种基于特征匹配的撞击坑自动提取算法,该算法以单个撞击坑的5个典型影像特征为依据,用最大类间方差法将月面影像分割为暗区、亮区和背景3类;再使用区域生长将离散点聚合,通过特征匹配找出属于同一撞击坑的暗区与亮区,并利用八方向Sobel算子获取边缘控制点并拟合边缘。经过"嫦娥一号"和"嫦娥二号"部分遥感影像的验证,该算法对于纬度较高地区的月面影像提取效果较好,已成功应用到数字月球平台进行全月展示。     

背景复杂下航拍图像的电力线识别算法

如何从具有复杂背景的无人机航拍图像中完整准确地识别出电力线已成为电力线无人巡检的关键问题之一。本文通过分析航拍图像中电力线的特征,提出了一种复杂背景下电力线检测和识别的新算法。首先对原始图像进行直方图均衡化处理,改善图像的对比度;然后使用由LoG算子改进的边缘绘图-参数自由（EDPF）算法对航拍图像进行边缘检测,滤除背景噪声,并检测出电力线边缘;最后利用Radon变换和先验知识完整提取出图像中的电力线。试验结果表明,本文方法比传统的Canny算子与Hough变换的结合方法、LSD算法的识别准确率更高,识别效果更完整,稳健性更好。     

自适应蚁群和模糊聚类的SAR图像分割

针对传统蚁群算法及模糊C-均值聚类算法在合成孔径雷达遥感图像分割中精度低下和收敛速度较慢的问题,该文提出了一种改进的自适应阈值的蚁群及模糊C-均值聚类算法,实现对复杂合成孔径雷达图像进行分割。针对不同的合成孔径雷达图像,首先利用最大类间方差法获取最优阈值,通过最优阈值干预避免蚁群算法陷入局部最优解;再将自适应阈值蚁群算法得到的聚类中心和聚类类别数输入模糊C-均值聚类算法中,最终实现图像分割。实验结果证明,该算法在时间和误分率上较传统方法有显著的改进。     

奇异值分解和阈值分割的遥感自适应变化检测

针对传统遥感变化检测算法中差值影像构造方法不容易提取弱变化信息,以及变化阈值需要人工干预的不足,提出一种基于奇异值分解(SVD)和最大类间方差法(OTSU)阈值分割的遥感影像变化检测算法。首先计算两期遥感影像的多波段差值影像,对其进行矢量化后所构造矩阵进行奇异值分解,并计算差值影像的变化强度,选取奇异值分解主分量投影和变化强度作为表征两期影像变化的特征量;然后通过最大类间方差法对上述两个特征量进行阈值分割,得到变化检测结果;最后通过对比实验以及精度验证,证明了该变化检测方法相比传统方法能够更精确地提取出变化信息,而且能够自适应获取分割阈值。     

基于改进Hough变换的电力线提取

根据电力线在无人机航拍影像数据中的成像特征,提出了一种在复杂的地理环境背景下电力线自动提取的方法。首先利用Canny算法检测提取整张影像图中的边缘轮廓信息,然后利用改进的Hough变换从边缘轮廓信息中提取直线段,对检测出现断裂与欠链接的直线进行链接与拟合;利用K-mean聚类算法根据线段的长度进行分类。最后根据电力线的特性,检测提取完整的电力线。经过多次试验证明该方法可以有效的在复杂的地理环境中提取电力线。     

高分三号SAR影像双阈值变化检测

双阈值合成孔径雷达SAR(Synthetic Aperture Radar)变化检测算法具有在发现变化区域的同时还能确定地表发生后向散射变化类型的优点。针对广义高斯双阈值最小误差法D-GKIT(Dual Generalized Kittler and Illingworth Thresholding)在进行阈值选取时直方图中不同类别像素灰度级重叠严重时,分割结果容易在尖峰单侧选取出双阈值而导致无法正确分割差异图的问题,本文提出一种结合归一化最大类间方差和广义高斯最小误差法GKIT(Generalized Kittler and Illingworth Thresholding)的双阈值SAR变化检测方法。首先,提出以归一化最大类间方差值作为灰度级重叠程度的判别参数,确定阈值的选取顺序及两个候选区间;然后,利用GKIT在候选区间内进行分割,获取单侧阈值及非变化类拟合函数;最后,提出利用非变化类拟合函数更新后的直方图作为另一侧阈值选取基础进行分割,得到对应分割阈值。以宁波地区高分三号(GF-3)SAR卫星影像作为试验研究数据,结果表明:本文方法能较好地解决灰度级重叠时D-GKIT无法进行正确分割的问题,具有良好的变化检测效果和更强的鲁棒性且达到了利用研究区数据验证利用GF-3号SAR卫星影像进行变化检测研究可行性的目的。     

利用DMSP/OLS灯光影像提取城镇建成区的聚类阈值法

提出了便捷、高效地提取城镇建成区的聚类阈值法。该方法以连通区域循环标识算法所识别的建成区对象为基本空间单元,以对象的规模和地理重心处像元灰度(DN)值的大小为不同城镇化发展等级的衡量指标,进行空间聚类;然后,借助统计数据确定各聚类区域的最佳灯光阈值序列,提取城镇建成区,并对各建成区对象进行几何形态优化,利用消除运算去除细小碎片,填充运算填充内部空洞,平滑运算消除边缘锯齿。将提取结果与历年的《中国统计年鉴》数据和利用Google Earth提取的影像数据进行对比分析,结果表明,聚类阈值法能较好地提取城镇建成区的面积总量信息和空间格局特征,在数量尺度和空间格局上均有较高的有效性及可靠性。     

一种改进的边缘检测算法

对传统的微分边缘检测算法进行了分析和评价。针对微分边缘检测算法的缺陷,提出了一种改进的边缘检测算法。新算法将待检测像素的邻域也作为一个考虑的对象,通过计算该邻域的性质,从而增加了梯度运算的可靠性。实验表明,新算法能够检测到更细的边缘,并且在椒盐噪声的情况下要优于常用的微分边缘检测算法。     

利用极值梯度的通用亚像素边缘检测方法

针对传统边缘检测方法存在的通用性较差、精度不高等问题,提出一种利用极值梯度的通用亚像素边缘检测方法。该方法将极值梯度分解为正梯度和负梯度,并在八个方向上进行判断与求解,然后得到由局部灰度增加最大和减小最大的两类像点共同组成的初始边缘,最后根据初始边缘的特点,分别建立不同类型边缘的亚像素定位拟合模型。为验证该方法的性能,分别利用模拟影像和实际影像与传统方法进行对比试验。试验结果表明该方法对不同类型的边缘都能较好的检测,并且对包括角点在内的边缘有更高的定位精度。因此,该方法可有效应用于影像的边缘检测中。     

一种基于灰度剖面分析的边缘提取新算法

针对影像中梯度较小的模糊边缘,提出了一种自适应梯度的概念和边缘检测算法。基于新的梯度概念,可以根据刀刃曲线的实际形状自适应地计算影像中每一点的梯度,比较理想地消除边缘的渐变效应(模糊)对边缘检测的不利影响。试验表明,这种梯度计算方法对模糊边缘的检测具有较好的效果。     

变分法遥感影像人工地物自动检测

人工地物（建筑物、道路、桥梁等）检测是目标识别的一个重要组成部分。本文将人工地物检测转换为能量泛函数最优化问题。首先对遥感影像进行超像素分割,综合图像的颜色、纹理、梯度等信息,以超像素为单元计算图像的显著度信息,然后构建一个包含显著性约束、面积和边界约束、纹理约束及灰度方差约束的能量泛函数,通过变分法迭代求解能量泛函最小值,获取目标前景部分即为人工地物区域。本文以重庆和广东某地的遥感影像数据为例对算法进行验证,将其与常见的人工地物目标提取算法,如C-V模型、MRF模型,以及当下研究较为热门的深度学习算法进行对比。试验结果表明,该算法能有效地检测出遥感影像中的人工地物区域,并保证较低的误检率及漏检率。论文对该方法与深度学习方法进行了一定的分析对比。     

一种基于图像边缘特征的SAR斑点滤波算法

合成孔径雷达图像上的斑点噪声会阻碍图像的校准、检验、解译和应用,因此斑点噪声的去除是雷达图像处理的一个重要环节。通常的去噪方法在抑制噪声的同时也使得图像的边缘模糊,细节特征损失。理论和实践表明去除图像的斑点噪声和保持图像的边缘信息是无法同步实现的。为了在去除噪声和保持边缘特征之间进行折衷,本文基于MROA边缘检测算法以及均值滤波算法,提出了一种基于图像边缘特征的斑点噪声滤波算法。实验结果表明该算法能够在平滑图像的同时有效保持边缘特征信息。     

一种基于线特征的道路网变化检测算法

提出一种基于线特征的道路网变化检测算法。首先根据边缘的梯度信息从多时相遥感图像中提取变化的线特征;然后根据变化线特征的局部特性,检测出与道路模型相符合的变化道路段;最后通过道路网的全局约束条件,进行变化道路段的连接,实现变化道路的检测。提出的道路网变化检测算法将边缘的相位和幅度信息作为变化检测的判定依据,从而避免了道路的匹配与比较工作,降低了变化检测算法的复杂度,具有很强的实用性。将本文提出的方法用于多时相遥感图像的道路网变化检测,从实验结果可以看出该方法的有效性。     

一种基于四元数变换的彩色遥感影像检索方法

遥感影像常存在旋转和缩放等变化关系,这就要求检索时图像特征具有旋转和尺度不变等性质。目前,彩色遥感影像检索在提取这些特征时通常对色彩通道单独进行处理,导致3个通道之间的关系信息丢失,且没有充分利用数据本身所特有的几何特征,影响了检索精度。结合四元数与正交傅里叶-梅林矩的优点,提出了一种基于四元数变换的遥感影像检索方法。针对已有工作中存在的基于四元数傅里叶-梅林矩所提取的纹理特征只具有旋转不变性的问题,利用四元数正交傅里叶-梅林矩构造出具有旋转和尺度不变的纹理特征,并使用四其对图像进行边缘检测,得到边缘色彩图像并提取边缘色彩直方图,综合多种特征进行图像检索。实验结果表明,使用此方法进行遥感影像检索对于图像旋转和尺度变化具有良好的鲁棒性,检索性能明显提高。     

Shadow detection in very high spatial resolution aerial images: A comparative study

Automatic shadow detection is a very important pre-processing step for many remote sensing applications, particularly for images acquired with high spatial resolution. In complex urban environments, shadows may occupy a significant portion of the image. Ignoring these regions would lead to errors in various applications, such as atmospheric correction and classification. To better understand the radiative impact of shadows, a physical study was conducted through the simulation of a synthetic urban canyon scene. Its results helped to explain the most common assumptions made on shadows from a physical point of view in the literature. With this understanding, state-of-the-art methods on shadow detection were surveyed and categorized into six classes: histogram thresholding, invariant color models, object segmentation, geometrical methods, physics-based methods, unsupervised and supervised machine learning methods. Among them, some methods were selected and tested on a large dataset of multispectral and hyperspectral airborne images with high spatial resolution. The dataset chosen contains a large variety of typical occidental urban scenes. The results were compared based on accurate reference shadow masks. In these experiments, histogram thresholding on RGB and NIR channels performed the best with an average accuracy of 92.5%, followed by physics-based methods, such as Richter’s method with 90.0%. Finally, this paper analyzes and discusses the limits of these algorithms, concluding with some recommendations for shadow detection.     

一种结合四元数与直方图的多光谱图像自适应边缘检测方法

针对图像自适应边缘检测的难点和传统多光谱遥感图像边缘检测方法的局限性,提出了一种结合四元数与直方图的自适应边缘检测方法。该方法在四元数空间,利用矢量旋转完成了多光谱图像的边缘检测,并通过直方图统计的方法获取自适应阈值,实现了边缘图像的检测。利用陆地多光谱遥感图像和水域多光谱遥感图像分别进行实验,验证了方法的有效性。