基于Matlab平台的遥感图像变化检测算法改进策略

利用多源遥感影像获得变化的地物信息的过程称为变化检测。变化检测的方法多种多样,由影像分析的层次不同分为像素级的变化检测、特征级的变化检测和目标级的变化检测3种类型;由不同的数据分析机理,变化检测又可分为非监督类变化检测和监督类变化检测。试验证明,基于边缘特征与灰度差值法相结合的变化检测试验更适用于基于Matlab平台的遥感图像变化检测。     

粒子群算法及多阈值指数熵的遥感影像变化检测方法研究

在遥感影像检测中,一般采用多变化阈值来提高检测精度,但会导致运算量的增加。为解决该问题,提出利用粒子群算法及多阈值指数熵的遥感影像变化检测新方法。首先采用影像差值法构造差异影像;然后提出利用粒子群和多阈值指数熵的遥感影像分割方法,并将其用于对差异影像进行分割获取变化区域;最后对选取的实验数据进行变化检测,并与基于模糊C均值、双阈值指数熵、三阈值指数熵的非监督变化检测方法进行比较。实验结果显示,提出的变化检测方法其精度为94.77%,本案方法是一种有效地、可靠的遥感影像变化检测方法。     

基于遥感影像的土地利用变化检测

随着遥感科学技术的发展、各种遥感数据的累加以及遥感变化检测研究的深入,基于遥感影像的土地利用变化检测手段也日新月异。本文主要阐述利用不同的遥感影像处理方法对不同影像之间的土地利用变化进行检测,同时利用影像融合对比法、影像差值法、主成分分析法(PCA法),以及影像分类法等遥感影像处理方法,对同一地区前后不同时相的土地利用变化检测效果进行精度对比,并总结出不同检测方法在不同条件下的检测效果。     

一种山区滑坡灾损建筑物信息提取的方法

高分辨率遥感技术是我国防灾减灾中的关键技术之一,高分遥感数据的快速处理、及时准确获取灾损信息对灾后重建补偿具有重要意义。处于山地地形环境中的建筑物的地面调查评估与灾损评估往往具有一定的困难,本文结合2006年广西梧州发生的重大地质灾害,利用面向对象方法结合决策变化检测技术提高了高空间分辨率卫星影像中的灾害建筑物信息提取效率。研究中发现该次滑坡灾害在高分影像上具有显著的灾损特征。基于像元的变化检测技术与面向对象的分类方法结合可以有效剔除非灾导致的变化建筑物信息,如道路和裸地干扰信息,对进一步提高灾损建筑物信息提取的精度发挥了关键作用。     

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。     

CCD 几何偏差模型的多波段遥感影像配准

多波段光学遥感影像配准是遥感卫星地面预处理中的关键环节,其精度决定了遥感数据产品的质量.一般使用波段间图像灰度相关匹配来实现多波段影像的配准.然而,该类方法的配准精度受地物特征影响较大,海面、港口、沙漠等地物特征不明显存在影像无法配准的现象.本文以北京一号(BJ-1) 小卫星多光谱影像的波段配准为研究对象,建立多波段线阵CCD 各探元在CCD 扫描方向和卫星飞行方向的几何偏差模型,来计算多波段影像间同名像元在图像行和列方向上的位置偏差,进而拟合出一个固定的波段配准模型来实现多波段影像的亚像元配准.该方法已应用于BJ-1 和DMC_UK2 小卫星多光谱影像的地面预处理波段配准中,配准误差小于0.5 像元,具有良好的应用效果.     

一种结合空间邻域关系特征的面向对象遥感影像 变化检测方法

为了充分挖掘遥感影像特征,提高遥感影像变化检测精度,在面向对象遥感图像分割基础上,提出一种遥感影像空间关系特征度量方法,并应用到了变化检测中。首先,通过对两个时期遥感影像叠加分割,提取影像对象;然后,利用目标对象光谱特征及对象与其邻域对象的空间关系特征,构建两个时期影像对象差异特征影像。对象光谱特征参数主要选择对象内像元亮度均值,对象空间关系特征参数主要为目标对象与两个时期的邻域对象之间的像元亮度之间的差值。最后,通过最大期望EM算法自动获取分割阈值,得到影像变化信息。文中利用两期QuikBird影像对实验区域构建多组特征变化矢量影像,实验结果发现,新加入的空间邻域关系特征能较好地提高变化检测精度。     

结合像元级和目标级的高分辨率遥感影像建筑物变化检测

快速、精准的建筑物变化检测对城市规划建设等业务管理具有重要意义。随着卫星遥感技术的快速发展,基于高分辨率遥感影像的建筑物变化检测得到了广泛关注。针对像元级建筑物变化检测方法往往精度不足而目标级建筑物变化检测方法过程烦琐等问题,本文提出结合像元级和目标级的高分辨率遥感影像建筑物变化检测方法。首先综合高分辨率遥感影像的多维特征,利用随机森林分类器进行影像集分类,以获取像元级建筑物变化检测结果;然后对后时相遥感影像进行图像分割,获得影像对象;最后融合像元级建筑物变化检测结果和影像对象,识别变化的建筑物目标。利用双时相QuickBird高分辨率遥感影像进行建筑物变化检测试验,结果表明：本文提出的方法能够削弱光照、观测角度等环境差异对建筑物变化检测的影响,显著改善建筑物变化的检测精度。     

模糊C均值聚类的波段修正法变化检测

针对遥感影像变化检测中同物异谱、异物同谱导致的波段间敏感性差异、孤立噪声干扰等问题研究的不足,文章提出了一种基于模糊C均值聚类的波段修正法变化检测算法:采用差值/比值复合法构造分波段对比差异影像,增强了复合影像的振幅及结构信息;基于差异影像的邻域熵权修正多波段联合的邻域互信息量建立修正影像,较好整合了影像不同波段间的反射差异和邻域空间信息;最后利用改进的模糊C均值算法对修正影像进行变化检测。多组实验结果表明,波段修正法缓解了单波段敏感性差异对变化检测的影响,有效避免了局部最优、孤立噪声干扰等问题,检测结果更接近客观实际。     

基于深度学习差值分析的高分影像建筑物变化检测

高分辨率遥感影像的建筑物变化检测在灾害评估、城市管理等方面应用广泛.为提高建筑物变化检测精度,提出一种对不同时相的图像分别进行建筑物提取,再利用差值法进行变化检测提取建筑物变化结果的方法.首先利用基于分类验证原理对高分辨率遥感影像进行建筑物提取与优化,进一步将两幅不同时相的建筑物提取结果转化为两幅二值图像,在此基础上使用图像差值法得出图像变化的部分,最后对初步结果进行腐蚀膨胀等后处理,得到最终的变化结果.实验表明,该方法相对于直接利用原始影像进行变化检测,能够有效对变化建筑物进行检测并提高检测的精度.     

利用最小交叉熵的多时相影像变化检测

针对目前多时相遥感影像变化检测中缺少有效的确定变化阈值方法的问题,文章提出一种基于最小交叉熵的方法:采用中值滤波方法分别消除两个时相遥感影像中的噪声;将比值法和差值法融合构造两个时相遥感影像的差异影像;通过最小交叉熵确定差异影像的最佳变化阈值,并对差异影像进行分割得到变化区域;最后对变化检测精度进行评估。实验结果表明,提出的方法具有较高的检测精度,是一种有效的多时相遥感影像变化检测方法。     

遥感影像的冰川信息提取方法对比

以林芝地区为例,首先利用2001年10-12月ETM+遥感数据、地质图和DEM数据,经过遥感图像预处理生成冰川信息提取的基础影像。在此基础上采用波段比值法、主成分分析法、光谱角制图法、非监督分类法、监督分类法等进行冰川信息的自动提取,对各种提取方法进行了对比。结果表明,监督分类提取的冰川信息图像清晰、层次分明、分类边界清楚、满足冰川地貌解译的要求。最后通过实例分析得出监督分类法在提取林芝地区冰川信息时获得了较好的应用效果。     

地震滑坡高分辨率遥感影像识别

区域性地震滑坡信息获取目前主要通过遥感目视解译和计算机提取,存在主观性强、耗时费力、提取精度低等问题,导致难以满足灾后应急调查、灾情评估等方面的应用需求。采用资源三号、高分一号高分辨率遥感影像,以汶川震区为实验区,在地震滑坡灾害特征分析的基础上,通过多尺度最优分割方法构建多层次滑坡对象,融合光谱、纹理、几何等影像特征和地形特征信息建立多维滑坡识别规则集合,基于高分辨率影像认知模式与场景理解过程提出滑坡分层识别模型,从而实现地震滑坡空间分布及其滑源区、滑移区和堆积区的准确识别。实验区分析结果显示最低识别精度为81.89%,而滑坡的堆积区最容易被分辨,识别方法具有可推广性。研究成果可为灾后应急调查提供技术支撑,并促进国产高分辨率遥感卫星的地质灾害应用。     

SAR图像纹理特征相关变化检测的震害建筑物提取

SAR图像变化检测是遥感震害信息识别中的重要方法之一,常规的SAR图像变化检测方法主要以强度图像为主,易受图像中地物目标方位变化、表面粗糙度变化和图像中涵盖地物目标信息量庞大的影响。针对震后强度图像变化复杂无规律、纹理特征参数繁多且难优选的问题,以熊本地震益城町区域的ALOS-2数据为例,提出了一种基于纹理特征主成分变换的相关性变化检测方法,该方法首先提取图像的多个纹理特征参量,其次采用主成分变换的方法获取多个纹理特征参量的第一主成分分量,然后计算第一主成分分量的相关性,最后根据实地调查样本统计分类阈值对图像中不同程度震害建筑物进行检测,并与基于强度图像相关性变化检测方法、强度图像差值变化检测方法结果进行了对比。结果表明,基于纹理特征主成分的相关性变化检测方法能够有效地检测不同震害程度建筑物的分布,总体提取精度可达87.2%,高于基于强度图像的两类变化检测方法检测精度,在保持较高提取精度的同时,也有效降低了震害建筑物的错分概率,证明了该方法的可行性,提出的方法可用于震后灾损评估、救援决策制定、指导灾后重建。     

一种基于多特征及BP神经网络的高分辨率遥感影像道路提取方法

高分辨率遥感影像的道路提取能够广泛应用于自动驾驶及地图导航的研究,现有道路自动提取方法精度较低。随着人工智能技术的发展,人工神经网络算法得到推广,将其应用于高分辨率遥感影像的道路提取也在探索研究之中。提出一种基于图像分割及神经网络的高分辨率遥感影像道路提取方法,以减少大量的人工预处理工作,提高道路识别提取效率。针对传统方法用于复杂影像分析的参数难以确定的问题,首先采用影像分割技术获得影像对象,然后对影像对象进行纹理特征、形状特征、光谱特征的计算,并使用BP神经网络进行训练,形成分类模型。基于得到的分类模型进行道路的自动提取,在仿真实验中获得了较好的精度,识别准确率达到87.6%。     

基于光谱特征的雅鲁藏布江源区草地类型识别

以雅鲁藏布江源区为研究对象,以Landsat5 TM图像为数据源,根据不同草地类型的波段组合特征,结合源区1∶100万植被类型图、DEM和NDVI数据,构建草地判别规则,利用决策树分类法对雅鲁藏布江源区草地类型进行遥感识别。研究结果表明:①不同类型草地因其生境不同,利用不同波段组合特征进行草地类型识别能够达到较好的效果;②与传统的监督分类法相比,基于波段组合特征的决策树分类法具有较高的识别精度(总体精度提高了15.4%,Kappa系数提高了0.225);③在海拔4 400～5 000 m区域内,固沙草草原面积最大,其次为矮嵩草和小嵩草混生草甸,再次为变色锦鸡儿和金露梅灌丛,藏北嵩草草甸面积最小。     

苏门答腊岛DMC多光谱数据地质应用初步分析

利用灾后苏门答腊岛DMC32米多光谱遥感图像,经过几何精校正、主要地名标注、波段B2(R)、B1(G)、B3(B)组合和直方图正态增强处理制作了影像图,图像总体纹理信息较弱,但对海啸受灾区有突出作用。为了突出不同区域植被的色差和纹理信息,对影像图进行比值增强组合处理实验,比值增强处理后的图像对空间纹理有增强效果。依据DMC增强图像显示的纹理影像特征,通过人机交互方式对图像中有较明显规律的线状和环状纹理信息进行提取和制图,作为进一步分析该地区构造活动及与之相关地质灾害的基础依据。通过对图像的纹理信息综合分析,发现该地区存在着大量的线形纹理信息和一些环形和火山机构影像信息,这些影像特征可能与该地区的一些地质活动有关,如新构造运动、活动断裂和火山活动中心、火山机构等。结合已知的地质、遥感三维立体图像和早期的TM图像资料,根据遥感图像上显示的特殊的地形和水系、线性纹理分布特征和典型地质体与断裂构造的遥感解译标志,对部分线性影像和环状影像的地质意义进行了解译,认为北西断裂为岛内的主干断裂,其次是与其相垂直配套的北东向断裂。初步分析了可能控制或诱发该地区地质灾害的断裂分布特征,推断出三处泥石流、崩塌、滑坡等地质灾易发区和两处火山活动可能区域。所推断的地质灾害易发区具备了泥石流、崩塌、滑坡等灾害形成、流通、堆积等先决条件,如果植被遭到破坏,一旦遇到强降雨影响,极有可能诱发上述地质灾害。火山活动区均处于北东向断裂带与北西向断裂带的交汇部位,根据地质构造和遥感影像特征分析推断,区内地震及火山活动有可能受板块活动地震影响而再次激活,形成新的地质灾害。以上遥感地质信息,在进一步经过相关资料和实地调查证实后,对岛内灾后重建及减灾、抗灾等活动具有积极指导意义。     

高分辨率遥感影像变化检测的频域分析预处理方法

目前,大多数高分辨率遥感影像变化检测方法的效率不高,精度也难以达到实际应用要求,本文引入频域分析的方法进行变化检测预处理,达到提高变化信息检测精度和效率的目标。首先,对影像频域能量的分布特征进行分析,并以此为基础,利用累加距离匹配函数,完成试验影像的合理分块;其次,通过变化性纹理规则度的定义和计算,实现对同能量下变化信息的精确描述,缩小变化区域搜索范围,有效抑制背景信息对目标信息的干扰。最后,通过3种常用的变化检测方法的验证,发现变化检测预处理方法可以使检测算法在现有精度和效率的基础上有进一步提高。     

典型滑坡遥感影像特征研究

对于不同地质条件、成因类型和运动距离的滑坡,在不同分辨率遥感图像上显示的影像特征往往存在较大差别,尚难以确定统一的滑坡遥感识别标志.尤其对于规模较大、形成机理和活动规律复杂的远程滑坡和复合滑坡,一直是遥感识别的难点,可供借鉴的前人研究成果不多,目前主要还是靠地面调查.在国内外滑坡遥感调查成果调研以及国土资源大调查地质灾害遥感调查、近年来地质灾害应急遥感调查研究成果的基础上,分析和总结了笔者参与调查过的巫山大清坎滑坡、千将坪滑坡、武隆滑坡及西藏102滑坡群等典型滑坡的遥感影像特征,提出了滑坡(尤其是高速远程滑坡)的遥感识别标志,以期与同行专家共商榷.     

基于光谱和空域信息的城区变化检测方法研究

目前的变化检测研究主要集中在利用中、小比例尺遥感图像进行自然环境等方面的变化检测,如草场的季节性变化、灾害检测、植被分布变化、土地使用规划等。然而随着城市的快速发展,为了满足城区管理规划中对道路、房屋等变化细节进行分析的需求,并由于高分辨率卫星诸如Ikonos,Quickbird等的出现,我们有必要并且有可能开发出一套实用、有效的、可靠的城区自动变化检测系统。针对城市区域的复杂性及其高分辨率卫星影像的配准误差问题,本文提出一种通过模糊逻辑结合光谱特征和空域特征的城区变化检测方法,以期望减小图像整体及局部配准误差对变化检测精度的影响。