融合多特征的遥感影像变化检测

常规多时相遥感影像变化检测主要基于光谱信息,没有充分利用纹理、几何、形状等多种特征信息,不足以体现检测目标的完整性和准确性。本文针对不同特征在变化检测中应用的优势,在提取影像多种特征的基础上,构建了1维和多维两种基于信息融合策略的变化检测方法,即利用1维特征空间加权距离相似度运算、多维特征空间的模糊集融合和支持向量机融合策略进行变化检测。利用多时相QuickBird高分辨率遥感影像进行城市土地覆盖变化检测试验,结果表明,本文方法可以有效集成不同特征的优势与表征变化信息的能力,提高变化检测过程的稳定性和适用性,同时能够更好地保持变化地物的结构和形状,突出主要变化目标。     

多特征混合核SVM模型的遥感影像变化检测

针对传统变化检测方法会存在明显的"椒盐现象"以及不同核函数对同一特征性能表现差别比较大的问题,借鉴面向对象思想,提出多特征混合核支持向量机(support vector machine,SVM)模型的变化检测方法。首先,依据高空间分辨率遥感影像对象不同特征的变化检测优势,提取影像多种特征;然后,利用多种特征的多核函数组合,给出多特征混合核函数的构造方法;最后,构建基于多特征混合核SVM的变化检测模型,充分挖掘变化目标的完整性与准确性。实验结果表明,该方法能综合利用多种特征信息,检测精度明显高于单一特征,有利于提取小样本的变化信息,避免了以往检测方法需要确定变化阈值的复杂性和不确定性。     

基于选权迭代估计与非监督分类的多光谱图像变化检测

针对多光谱图像的变化检测问题,提出了一种基于选权迭代估计(iterative estimation with weight selection,IEWS)与非监督分类(unsupervised classification,UC)的多光谱图像变化检测方法。借鉴IEWS的思想,并以类似于迭代加权多元变化检测(iteratively reweighted multivariate alteration detection,IRMAD)的迭代模式进行回归估计,得到初步的变化检测结果;并通过对初始变化信息的UC处理,以及对不同类别的IEWS,得到最终的变化检测结果。利用该方法对TM图像进行了实验,结果表明:所得到的变化信息在空间位置上同该区域相应时间段内土地利用/覆盖的变化情况具有很好的一致性;同时与多元变化检测及IRMAD方法变化检测的结果相比较,表明该方法对相对较小的变化信息具有更好的变化检测能力。     

光学信号Token引导的异源遥感变化检测网络

基于遥感图像中的光学信号检测出一定时间内特定区域的变化状态的遥感图像变化检测方法,在国防安全、环境监测、城市建设等领域具有重要应用价值。由于多时相异源图像在成像机理、光谱范围、空间分辨率等方面存在差异,现阶段异源遥感图像变化检测仍存在精度不够高、漏检和误检等问题,本文提出一种基于Transformer网络的异源变化检测网络框架,该框架能够利用不同类别的异源遥感图像获得准确的变化检测结果。首先,所提出检测网络为多时相遥感图像自适应生成对应的光学信号Token （光信Token）;然后,以光信Token作为引导与对应图像块Token进行交互计算,从而对双时相序列特征进行变化分析,并且在交互学习过程中构建了差分放大模块以提高网络对特征间差分信息的提取精度;最后,利用多层感知机对输出的差分Token进行预测并分割出变化区域。采用Sardinia、Shuguang和Bastrop等3个不同类别的异源遥感图像数据集和Farmland同源高光谱图像数据集来验证本文提出的方法,结果证明在选取有限训练样本数据情况下,本文方法与现有主流变化检测方法相比,在多个客观指标以及主观视觉上都表现出先进性。     

盘锦市湿地信息提取与动态变化监测

针对近年来盘锦市湿地动态变化信息相对匮乏的问题,提出了基于Landsat遥感影像,采用决策树模型进行湿地信息提取,运用景观生态学及转移矩阵模型进行湿地变化分析的湿地动态变化监测方法。在决策树分类技术支持下,实现光谱特征、环境特征和空间特征等多特征融合,完成研究区三期湿地信息提取。通过与地理国情监测数据对比分析,验证了实验提取结果满足湿地动态变化监测需求。实验结果表明,所提方法可以从空间格局、景观格局及空间演变特征上,对盘锦市湿地变化进行全面的定性和定量分析,研究结果可供盘锦市湿地的管理和保护工作参考。     

基于多特征融合与边缘约束的建筑物变化检测

利用遥感影像进行建筑物变化检测能够快速获取城镇扩张、违章建筑管控等结果.针对基于单一特征的高分辨率遥感影像变化检测算法检测结果较为粗糙,变化建筑物边缘效果不佳等问题,本文提出一种多特征信息融合与边缘约束的建筑物变化检测方法.引入改进的形态学建筑物指数,通过建筑物的多特征描述与差异特征集融合实现城镇区域建筑物变化信息自动...     

基于像元转换的土地覆盖变化监测方法——以北京市区县为例

叠置像元比较分析方法常用于遥感分类后土地利用/土地覆盖变化检测,该方法通过栅格数据计算实现,方便快捷。提出一种利用像元转换的变化检测方法,结合Arc GIS软件平台,实现了对不同区域的土地覆盖类别变化分析的一体化处理方式。该方法是叠合像元比较方法的一种扩展,能对具有多类别的覆盖场景进行同步变化检测,依据新定义的覆盖类别编码,将不同时相的土地覆盖图进行叠置分析或分区统计分析,从而统计不同范围中各覆盖类别的定量转化及发生转化的空间分布。实验以2期北京市Globe Land30数据为对象,利用新检测方法对不同范围和覆盖类别变化进行了计算,更为高效快捷地获得了变化结果,展示了覆盖类别变化和景观格局变化,验证了该变化检测方法的适用性。     

运用多尺度图像纹理进行城市扩展变化检测

 应用遥感数据检测城市扩展变化时，单纯基于光谱信息的变化检测法很难取得理想效果。本文将多尺度的纹理与光谱信息结合应用于变化检测，并评价其在检测城市扩展变化中的性能。变化检测采用分类后比较法。研究表明，如果纹理尺度与数据组合合适，与单纯基于光谱信息的检测结果相比，纹理特征与光谱特征结合的变化检测精度显著提高，而多尺度纹理辅助变化检测得到的检测精度最高。研究还发现，纹理辅助变化检测在某些地物类别的边缘会产生假变化信息。     

利用矢量影像法进行土地利用变化自动检测

为解决土地利用矢量图与遥感影像的变化检测问题,提出了一种基于类别的矢量图与遥感影像变化检测方法。在矢量图约束下,对遥感影像进行影像分割获取像斑;提取像斑在遥感影像上的直方图特征,采用G统计量度量像斑之间的特征距离;利用像斑与其他相同类别像斑之间的特征距离,构建单波段上像斑的类别异质度,自适应加权组合各波段上像斑的类别异质度构建像斑的类别异质度;依据最大熵方法获取各地物类别对应的异质度阈值,以类别为单位对各像斑进行变化判别,获取变化检测结果。在QuickBird遥感影像上的试验验证了本文方法的有效性,实现了矢量图与遥感影像的自动变化检测。     

面向地理国情监测的地表覆盖模糊融合变化检测

针对人工判读作业模式难以满足地表覆盖变化检测现势性要求的问题,该文围绕地理国情监测技术设计要求和实际生产特点,提出了一种基于地理国情先验知识的多特征模糊融合变化检测方法。利用地表覆盖像斑边界,根据地理国情监测不同地类的最小面积指标进行多尺度分割,获取同质的对象级像斑;构建像斑的光谱、纹理、形状等差值特征集;基于模糊集理论进行特征的自适应加权融合得到初步变化检测结果,根据技术规则剔除不符合要求的像斑,获得最终变化区域。结果表明,该方法能够根据不同地类变化有效地集成不同特征组合表征变化信息,可充分利用地理国情监测前期成果,具有较高的准确率。     

Landsat-8遥感影像的BRDF校正研究

BRDF校正能消除Landsat-8遥感影像中由于太阳角、观测角与真实角度偏差引起的色差不一致,因此本文对多种体散射核与几何光学核的组合进行研究,在选用最佳核函数组合的基础上,采用改进的误差模型求解BRDF校正参数,最后完成Landsat-8影像的BRDF校正。实验结果表明:Ross Thick核和Li-Sparse核为BRDF模型的最佳核组合,并且利用改进的平差模型能提高解算精度,经过BRDF校正后,影像的"二向反射"现象得到明显改善。     

The ellipsoidal correction to the Stokes kernel for precise geoid determination

Solving the geodetic boundary-value problem (GBVP) for the precise determination of the geoid requires proper use of the fundamental equation of physical geodesy as the boundary condition given on the geoid. The Stokes formula and kernel are the result of spherical approximation of this fundamental equation, which is a violation of the proper relation between the observed quantity (gravity anomaly) and the sought function (geoid). The violation is interpreted here as the improper formulation of the boundary condition, which implies the spherical Stokes kernel to be in error compared with the proper kernel of integral transformation. To remedy this error, two correction kernels to the Stokes kernel were derived: the first in both closed and spectral forms and the second only in spectral form. Contributions from the first correction kernel to the geoid across the globe were [−0.867 m, +1.002 m] in the low-frequency domain implied by the GRIM4-S4 purely satellite-derived geopotential model. It is a few centimeters, on average, in the high-frequency domain with some exceptions of a few meters in places of high topographical relief and sizable geological features in accordance with the EGM96 combined geopotential model. The contributions from the second correction kernel to the geoid are [−0.259 m, +0.217 m] and [−0.024 m, +0.023 m] in the low- and high-frequency domains, respectively.     

On the combination of gravity anomalies and gravity disturbances for geoid determination in Western Australia

The geoid gradient over the Darling Fault in Western Australia is extremely high, rising by as much as 38 cm over only 2 km. This poses problems for gravimetric-only geoid models of the area, whose frequency content is limited by the spatial distribution of the gravity data. The gravimetric-only version of AUSGeoid98, for instance, is only able to resolve 46% of the gradient across the fault. Hence, the ability of GPS surveys to obtain accurate orthometric heights is reduced. It is described how further gravity data were collected over the Darling Fault, augmenting the existing gravity observations at key locations so as to obtain a more representative geoid gradient. As many of the gravity observations were collected at stations with a well-known GRS80 ellipsoidal height, the opportunity arose to compute a geoid model via both the Stokes and the Hotine approaches. A scheme was devised to convert free-air anomaly data to gravity disturbances using existing geoid models, followed by a Hotine integration to geoid heights. Interestingly, these results depended very weakly upon the choice of input geoid model. The extra gravity data did indeed improve the fit of the computed geoid to local GPS/Australian Height Datum (AHD) observations by 58% over the gravimetric-only AUSGeoid98. While the conventional Stokesian approach to geoid determination proved to be slightly better than the Hotine method, the latter still improved upon the gravimetric-only AUSGeoid98 solution, supporting the viability of conducting gravity surveys with GPS control for the purposes of geoid determination. AcknowledgementsThe author would like to thank Will Featherstone, Ron Gower, Ron Hackney, Linda Morgan, Geoscience Australia, Scripps Oceanographic Institute and the three anonymous reviewers of this paper. This research was funded by the Australian Research Council.     

新几何光学核驱动BRDF模型反演地表反照率的算法

MODIS的反照率和二向反射产品由基于核驱动模型的AMBRALS程序提供。目前 AMBRALS算法系统中所用的描述几何光学散射的核为LiSparseR核。新提出的一个几何光学核－LiTransit核兼有LiSparse核向LiDense核过渡的优点，比LiSparseR核更符合几何光学模型的基本原理。验证结果表明：与LiSparseR核比较，RossThick-LiTransit的核组合更能反映直入扇出反照率随太阳天顶角变化的趋势。因此在下一代的AMBRALS算法系统中，将用新的LiTransit核取代LiSparseR核。目前AMBRALS算法系统为了快速处理每天大量的数据，用多项式拟合核的半球积分。因此，为了替换LiSparseR核时，同时又不影响整个算法的系统性，本文研究了LiTransit核的多项式拟合。结果表明：拟合的多项式与核半球积分的相关性很好。     

一种基于数据的核优化新方法

针对核优化问题进行了研究,给出了一种基于数据的智能核优化新方法。算法利用UCI数据和美国实测合成孔径雷达图像数据进行仿真实验,结果验证了该方法的有效性和可行性。     

高光谱图像目标检测的核信号空间正交投影法

针对非线性混合下的亚像元目标检测问题, 提出一种基于核函数的信号空间正交投影方法(KSSP)。该方法作为信号空间正交投影方法(SSP)的非线性推广, 首先将原空间中像元矢量经非线性映射转换到高维特征空间,然后在特征空间中用线性信号空间正交投影进行目标检测。通过核技巧, 核信号空间正交投影不必知道具体的非线性映射形式。经模拟数据与真实高光谱图像数据实验证明, KSSP 方法在目标检测性能上优于SSP, 且对噪声的抑制也有很好的效果。     

适用于大尺度速度场建模的MQ-B新模型

基于MQ-B方法的基本数学原理提出沿大地线度量距离构造核函数,得到一种适于大尺度范围速度场建模的MQ-B新模型,该速度场在参考椭球面上建立。将适于标量场的MQ-B方法推广到适于矢量场,拓宽了多面函数拟合方法的应用领域。实际算例表明,提出的基于大地线核函数的多面函数拟合模型与传统的通过经纬度坐标差构造核函数的多面函数拟合模型在中国区域内精度相当,但理论上更完善,可用于大尺度速度场建模。     

基于核密度估计的点群密度制图应用研究

随着信息技术的发展,点状专题数据激增,需要突破传统制图方法的表达局限,利用海量点群数据对专题信息进行快速、直观、综合的制图表达。文中以南京市银行的ATM网点数据以及全国KTV营业点分布为制图数据源,探讨了点群数据核密度估计图以及三维核密度曲面图的制作方法,并对其中的关键技术作了深入的研究。研究表明,基于核密度估计的网点密度制图方法,消除了边界分隔对密度计算精度的影响,能更好反映点群数据的空间分布密度、区域差异、动态变化等特征,具备更丰富的表现力。     

基于kernel分析方法的河南省城镇密集区研究

基于kernel城镇集聚区密度的计算方法,借助于ArcGIS软件的计算和空间分析功能,分析河南省城镇密集区的历史演变和空间变化,进一步探讨河南省城镇密集区和中原城市群的关系。     

基于半监督核模糊c-均值算法的北京一号小卫星多光谱图像分类

针对遥感图像数据大多不服从高斯分布以及遥感图像分类存在非线性、模糊性和标记数据少等问题,提出基于半监督核模糊c-均值算法的多光谱遥感图像分类方法.首先,把半监督学习理论和核理论同时引入模糊c-均值算法,形成半监督核模糊c-均值算法.然后,用该算法与k-均值算法、最大似然算法、多类支持向量、半监督核支持向量、模糊c-均值...