SPOT卫星影像居民地信息自动提取的决策树方法研究

以南京市江宁县为研究区域，首先分析了该区域居民地的影像特征，然后研究了居民地及其背景地物在SPOT—4(Ⅺ)卫星影像4个波段上的光谱特征，并由此探讨了它们在光谱特征上的可分性。研究发现，除道路在光谱特征上与居民地差异不大而难以完全分开外，其它背影地物均可以依据各波段亮度值的大小关系或适当的阈值与居民地分开。但道路和居民地在形状上存在明显差异，因此可以利用形状指数的差异加以去除。最后分析建立了基于光谱特征和形状特征的简单决策树模型，对研究区域居民地信息进行了提取并对结果进行了精度评价。结果表明，该方法的总体提取效果较好，特别是对于面积大于10000m^2的城镇和集村。其提取精度与通常的监督分类方法相比有了很大的提高，只是在水际交界处和道路两侧有误判现象。因此，利用该模型可以将背景地物类型复杂的江南地区的城镇和集村居民地自动提取出来，并且模型受时相影响较小，只是在域值大小上会存在一些差异。     

基于谱间特征分析的城市建筑用地信息提取

以2003年某地区QuickBird多光谱影像为数据源,首先分析建筑用地及其他地物在QuickBird卫星影像4个波段上的光谱特征,并由此探讨其在光谱特征上的可分性。研究发现对于建筑用地等地物类型,波段2和波段4的光谱特征对比度最大,因此通过简单的波段比值运算可最大限度地增强该类地物的亮度。在此基础上,通过分析水体、裸露地的波谱特性,建立基于光谱特征的决策树模型,对研究区域建筑用地进行提取并对结果进行精度评价,结果表明,该方法总体提取效果较好。因此利用该模型可以将背景地物类型复杂的某地区建筑用地信息提取出来,并且模型受时相影响较小,只是在阈值大小上会存在一些差异。     

多光谱影像纹理特征编码的算法研究

在基于单波段影像纹理分析方法的基础上．提出了多光谱纹理的概念．将局部区域的相关性分析和多维光谱变化特性采用二进制编码的形式来表征不同类型地物纹理特征．达到了区分和判别影像上不同纹理的目的。实践证明．该方法对提取地物纹理特性具有一定可行性。     

面向土地利用分类的HJ-1 CCD影像最佳分形波段选择

环境一号卫星（HJ-1）CCD影像光谱波段较少,地物之间的准确分类识别有一定困难。采用分形纹理辅助地物分类识别是一种有效方法,而波段选择是提高分类识别精度的关键。本文以江西赣州定南县土地利用分类为例,采用双毯覆盖模型对HJ卫星CCD影像6类典型地物的波谱分形特征进行了分析,利用不同地物在不同波段上的分形区分度差异构建了最佳分形波段选择模型,并利用该模型挑选出最佳分形波段来辅助土地利用分类,最后对分类结果进行检验。结果表明：最佳分形波段选择模型能够综合权衡不同地物在不同波段上的分形区分度差异,利用挑选出来的最佳分形波段来辅助分类,其分类总体精度相对于原始影像分类提高了11.77%,相对于第1主成分分形辅助下的分类提高了1.56%。     

顾及空间与光谱差异的单幅遥感影像自适应云雾去除方法

光学遥感影像经常受到云雾的干扰而导致数据质量下降。在暗原色先验理论和云雾影像模型的基础上,提出了一种顾及空间和光谱差异的单幅遥感影像自适应云雾去除方法,较好地解决了传统暗原色先验在高亮地物校正过度和部分波段云雾校正不足的问题,有效地实现了影像云雾去除。首先通过高亮地物的光谱特征构建高亮地物判别指数,辅以密度分割对其进行提取分类,在此基础上引入自适应校正函数对该区域透射率进行修正;其次在对多幅云雾遥感影像实验分析的基础上,提出了符合大气散射机制的波段透射率校正系数,实现了波段间处理强度的自适应调整。实验结果表明,该方法能有效去除不同波段的云雾干扰,并避免高亮地物的过度校正,可取得较好的复原结果。     

高分辨率遥感影像上居民地半自动提取研究

设计了一种基于 3× 3区域灰度方差纹理特征的高分辨率遥感影像居民地特征分析算法 ,通过高斯模糊处理提高影像上居民地区域纹理特征一致性的同时 ,加大了其同背景地物纹理特征值的差异 ,并设计了相应的居民地自适应分割阈值求取算法 ,提出了针对居民地与道路提取分离的骨架化分析算法     

基于小波特征融合的Hyperion影像降维方法

根据影像中地物光谱曲线的小波特征点确定地物识别的合适光谱分辨率,通过融合原先若干窄波段生成具有适合地物识别光谱分辨率的宽波段数据,达到降维高光谱数据的目的。文中对hyperion影像进行坏线和Smile效应去除,经过FLAASH大气校正,得到155个波段。对提取的八类地物的样本平均光谱进行DB4小波分解,计算小波细节系数方差;以小波细节系数信息熵作为特征点,得出不可渗透表面、居民地、水田、裸土4类地物识别适宜光谱分辨率为80nm,其余地物识别适宜光谱分辨率为160nm。以窄波段间的活跃度为指标进行融合,生成降维后的宽波段分别是21个波段和11个波段。8类地物在3尺度和4尺度下的分类结果说明降维影像能满足应用需求,提出的降维方法可行。     

基于Landsat TM影像的冰川提取

以杂多县冰川为研究对象,为了精确提取冰川信息,根据冰川在TM影像上存在的光谱差异,将冰川划分成两类。分析较难与周边地物区分的冰舌与其他地物之间的光谱特征区分性,选择最优的冰川提取波段。同时利用波段运算得到对冰川信息提取更有利的波段。将所有优选波段经过最佳指数计算和地物可分离性分析,得到波段间相关性最低,冗余信息最少,冰川与其它地物可分性最强的波段组合进行监督分类,有效地分离出冰川。将本文方法提取的冰川面积与高分辨率影像中提取的冰川面积相比较,结果表明本文提出的冰川提取的技术方法是有效的。     

基于BP神经网络的高分辨率遥感影像分类

为了能有效地从高分辨率遥感影像中提取地物信息,本文通过影像的光谱和纹理特征,利用BP神经网络算法进行影像分类研究。首先提取分类所需的光谱和纹理特征源,然后根据影像和地物特征,建立BP神经网络,用于样本训练和分类处理,实现地物分类。为验证该方法的可靠性,以2006年11月获取的成都平原某区域的Quickbird影像为实验数据,进行高分辨率遥感影像的地物分类实验。实验结果表明,结合影像光谱和纹理特征的BP神经网络分类算法,不仅可以有效保证BP神经网络分类训练的稳定性和收敛速度,还能达到较高的分类精度。     

高分辨率遥感影像多特征协同地物分类方法

高空间分辨率遥感影像在提高对地物细节信息表达的同时,因地物类内光谱方差增大、类间光谱方差降低而造成了影像上地物识别与分类难度的增加。针对高分辨率遥感影像的地物分类问题,提出并实现了一种将光谱、纹理、形状等多特征综合协同的分类方法,并通过实验验证了该方法的有效性。     

居民地与道路之间拓扑关系一致性的模糊评价

在地图制图综合中必须保持不同尺度同一区域地图要素之间拓扑关系的一致性,但目前有关的一致性评价方面的研究较少,本文讨论了不同比例尺地图中居民地与道路之间拓扑关系一致性的模糊评价问题。从制图规则和视觉限制的角度,分析了多尺度地图表达中居民地与道路之间的应该保持拓扑关系的一致性的几项规则;基于模糊数学理论提出了制图综合中拓扑关系的一致性评价模型,并通过一个简单实例证明了该方法的可行性。     

面向对象的库区高分一号影像土地利用信息提取

高分一号（GF-1）是我国自主研发的第一颗高分辨率遥感卫星,其包含地物信息较为丰富,已应用于土地利用信息提取,但在水利工程库区土地利用调查方面研究较少。本文以峡江水利枢纽工程库区为例,首先对库区影像进行了基于RPC模型的正射校正、几何精纠正等预处理;然后针对GF-1的传感器响应特性,采用基于多元线性波段拟合的方法对多光谱与全色影像进行融合,该方法相对于传统分量替换法具有更好的融合性能;最后综合利用影像的光谱、纹理及形状等特征,采用面向对象的方法对融合后的库区影像进行了地类信息提取与分类精度评价。试验结果表明,融合影像可以有效提取水利工程库区的土地利用信息,总体分类精度达到87.9%,Kappa系数为0.836,能够满足库区土地利用调查和变化监测的要求。     

矢量数据辅助的高分辨率遥感影像道路自动提取

高分辨率遥感影像上细节信息繁杂、干扰物普遍存在,对其进行自动化道路识别与提取的相关研究仍处在探索阶段。在道路提取过程中引入矢量数据辅助,可解决初始信息获取的困难,得到可靠性较强的训练样本。为此,提出一种矢量数据辅助下的道路提取方法,能够筛选出矢量数据中包含的有效信息,引导实现对高分辨率遥感影像的道路自动提取。利用Mean-shift滤波对图像进行预处理后,首先从矢量数据获取候选种子点,并通过提炼同质区域的形状特征剔除错误候选点;然后,自动获取负样本点以进行朴素贝叶斯分类,并采用邻域质心投票算法从分类影像提取道路中心线;最后,结合像素跟踪与方向判断矢量化道路中心线,并提出一种基于矢量几何分析的断线连接与毛刺剔除方法,对提取结果进行信息修复与规整、优化。实验结果显示,该算法的提取质量达到80%以上,且具备较强的稳健性,能够适应具有不同道路辐射和分布特征的高分辨率遥感影像。     

Application of a New Symmetry-Based Cluster Validity Index for Satellite Image Segmentation

An important approach for image segmentation is clustering pixels based on their spectral properties. In particular, satellite images contain land cover types, some of which cover significantly large areas, while some (e.g., bridges and roads) occupy relatively much smaller regions. Automatically detecting regions or clusters of such widely varying sizes presents a challenging task. In this letter, a symmetry-based cluster validity index, named Sym-index (Symmetry distance-based index), is proposed. It is able to correctly indicate the presence of clusters of different sizes as long as they are internally symmetrical. A genetic-algorithm-based clustering technique that optimizes the Sym-index is used for image segmentation where the number of clusters is determined automatically. The superiority of the proposed index, as compared to other indices, is established for automatically segmenting the land cover types from SPOT and Indian Remote Sensing satellite images of two different cities in India.     

基于面向对象与规则的Sentinel-2A影像土地覆被分类——以江西省都昌县为例

土地覆被作为地表自然和人工建造物的综合体,是开展土地科学相关研究的重要基础,在遥感大数据背景下,准确、快速、自动化进行土地覆被提取技术一直是遥感研究中的重点。本文基于eCognition软件,采用面向对象的多尺度分割法,综合考虑地物在遥感影像上的光谱、形状和纹理特征,建立多种地物提取规则。通过模糊函数、支持向量机（SVM）和阈值法对研究区的土地覆被进行分类提取,并与研究区的FROM-GLC10数据和土地利用变更数据进行了对比分析。结果表明：①研究区土地覆被分类的总体精度为97%,Kappa系数为0.96,分类精度较高;②基于10 m分辨率影像,综合使用形状、纹理、光谱信息对于道路的提取具有较好的效果,道路提取Kappa系数为0.84;③分类结果在面积和空间分布上都优于FROM-GLC10数据,与研究区实际土地变更数据保持较好的一致性。基于面向对象与规则的分类方法提取地物能够有效利用多种遥感影像特征,分类精度高,对于处理高分辨率遥感数据具有很好的优势。     

火烧迹地信息遥感快速提取方法研究

利用福建省福州地区ETM图像，在分析火烧迹地光谱特征的基础上，研究了火烧迹地信息遥感快速提取方法。文中设置了4种提取方案，即监督分类法、NDVI参与的监督分类法、NDVI差值法及谱间关系法，最后，对提取结果进行了精度评价。     

Mapping and monitoring of urban landuse of Hisar Town,Haryana using remote sensing techniques

Aerial photographs for the year 1965 and 1975 and Landsat TM (FCC) 1986 data on 1:50,000 scale were used to map and monitor the pattern of growth and development of Hisar Town during the last 20 years. The different landuse categories identified are residential, commercial, industrial, recreational, vacant lands etc. The original shape of the town was nucleated one, but presently it is star-shaped, which is due to extension of the urban centre along the radiating roads. It has mainly elongated itself along the Delhi and Rajgarh roads. The presence of Government Livestock Farm (GLF), Equine Breeding Farm and HAU Farm towards North-west of the town has completely checked its growth on these sides. The total residential-cum-commercial area has nearly doubled during 1965–1975 and trebled by 1986. The change in net area under different types of urban land-use categories, described above has also been calculated. Degraded scrub lands and sandy wasteland on the fringes of the town have been identified where further development can be planned to avoid encroachment on good agricultural lands. Recommendations have been given for future urban planning of the town.     

基于栅格数据的山区人口分布规律研究

在人口密度栅格数据基础上定量分析了山区人口分布与地形、土地利用、道路、河网以及居民点之间的关系。结果表明山区人口密度与高程、坡度呈显著负相关,相关系数在-0.83以上;与道路、河流存在类似关系,即距离越远人口密度越低,与河流相关性较弱;居民点密度一定程度上直接反映了人口的分布状态,人口密度与中心城市距离存在较高的负相关性,相关系数达到-0.804;与土地利用关系密切,建设用地和耕地中人口密度明显高于其他类型。