基于改进二维离散希尔伯特变换的图像边缘检测方法

提出一种新的基于二维希尔伯特变换的边缘检测方法。对于频域信号而言,希尔伯特变换不改变信号的幅值,而仅仅改变其相位,即负频率的相位作+90°相移,而正频率作-90°相移。经由傅里叶变换后,边缘特征呈极值状态,因此本文利用二维离散希尔伯特变换实现边缘检测。由于二维离散希尔伯特变换结果具有方向性,提出利用两个呈正交性的二维离散希尔伯特变换的幅度平方和来检测图像边缘特征。此外将高斯核函数引入到希尔伯特变换中,以减少图像噪声对检测结果的影响,并根据PSNR(峰值信噪比)来确定最佳参数σ,从而得到理想的边缘检测效果。为验证该方法的检测结果,将所提方法与传统边缘检测算子的检测效果进行了比较分析,并将该方法运用于卫星遥感图像中,结果表明该方法可以有效地应用于边缘检测工作中。     

基于向量场模型的多光谱遥感图像多尺度边缘检测

提出一种基于向量场模型的多光谱图像多尺度边缘检测算法,并在算法中引入两种梯度方向量化邻域模型。首先,对多光谱图像进行二进小波变换,得到每个波段图像在不同尺度上的细节系数,然后根据向量场模型计算多光谱图像的梯度幅值和梯度方向,选择适宜的邻域模型对梯度方向进行量化,最后沿量化后的方向获取由细到粗的多层次边缘信息。对QuickBird多光谱图像上农田、厂房等地物进行多尺度边缘提取,定性分析了图像分辨率大小与地物尺寸关系在不同尺度边缘信息的表征;利用F测度,定量评价了检测结果的边缘准确度。与传统算子检测结果对比表明,利用向量场模型综合了所有波段的边缘信息,减少了多波段图像边缘信息的不一致性,引入的量化邻域模型能够有效地获取完整的多尺度边缘点。     

高分辨率遥感图像频域特征提取与图像分割研究

遥感图像分割是面向对象识别的关键,论文基于频谱分析理论与频域滤波方法,对IKONOS卫星图像的特征提取与图像分割技术进行了研究,根据振幅和相位信息提取遥感图像的纹理和边缘特征,并提出多频段标记算法实现了结合纹理和边缘特征的图像分割.论文主要研究内容与结论包括:     

中国积雪特性及分布调查

介绍了"中国积雪特性及分布调查"的背景、科学目标、调查内容及方案。调查的总体目标是建立中国全面而系统的积雪特性数据库,服务于气候变化、水资源调查和积雪灾害的数据需求。调查将从历史资料整编、典型积雪区积雪特性地面调查以及积雪遥感调查等方面展开。历史资料的整编包括收集气象站以及各单位已开展的积雪特性观测资料,并按照一定的规范进行整编;典型积雪区地面调查主要是在东北地区、新疆地区和青藏高原开展不同季节的积雪特性调查,以点、线、面3种方式开展,观测内容包括雪深、雪密度、雪水当量、积雪形态、表层硬度、液态水含量、雪粒径、雪层温度、雪土界面温度、介电常数以及积雪的若干化学特性;遥感积雪调查将利用地面调查的积雪特性信息改进已有的积雪参数反演算法,建立中国长序列的积雪面积、反照率以及雪水当量数据集。最终,利用地面和遥感调查所获取的积雪特性及分布数据集对中国进行积雪类型划分,并生产系列积雪特性及专题分布图。     

利用改进的DCCD和SIFT描述符的影像匹配方法

提出一种基于改进的DCCD(double-cirele-based corner detector, )和SIFT(scale invariant feature transform)描述符的影像匹配方法。在特征点检测阶段,首先采用改进的DCCD快速检测影像上的关键点,然后确定关键点的主方向,生成特征点。在特征点描述阶段,采用SIFT描述符描述特征点。在特征点匹配阶段,分别采用BBF(best bin first)算法和RANSAC(随机采样一致性)算法进行特征点粗匹配和误匹配特征点剔除。实验结果表明,与基于Harris角点和SIFT描述符的影像匹配方法相比,该方法在匹配速度和准确率方面得到了提高。     

粗糙集高分辨率遥感影像面向对象分类

面向对象的高分辨率遥感影像分类已受到研究者们的广泛关注。本文提出一种基于粗糙集理论的面向对象分类方法以区分高分辨率遥感影像上的不同地物。首先,利用基于相位一致梯度与前景标记的分水岭变换进行影像分割,提取图像斑块;然后,利用Gabor小波提取斑块的纹理特征,进而根据粗糙集理论提取纹理分类规则;最后,在对象光谱特征的初步分类结果,根据纹理分类规则得到最终结果基础上。依据粗糙集理论只能处理离散属性数据,本文重点提出一种适用于面向对象分类的连续区间属性离散化方法。实验表明本文方法可取得较好分类结果与较高分类精度。     

近30年三江源地区湖泊变化图谱与面积变化

以近30年的40景Landsat MSS/TM/ETM+、CBERS CCD遥感影像为数据源,采用植被指数法结合人工目视解译,分为四个时期对三江源地区湖泊进行了遥感水体检测.选取面积在15km2以上、总面积占研究区湖泊总面积的90%左右的24个湖泊作为典型湖泊,建立该地区湖泊的变化图谱,并引入湖泊萎缩强度指数对湖泊的面积变化及空间分布特征进行分析.结果表明,以第三时期(1999-2002年)为界,这24个湖泊总体上经历了先萎缩后扩张的过程,且萎缩的程度大于扩张的程度,近30年来湖泊总面积缩小了65.76km2.本文研究结论可为三江源地区对气候变化响应研究提供参考,并对区域水资源合理利用提供科学依据.     

基于二维希尔伯特变换的相位一致模型图像特征检测方法

相位一致方法是从频域中的相位信息理论中延伸出的一种图像特征检测方法。其原理是指图像特征如跃级边缘、线形、屋脊形和马赫带等,总发生在相位的最大叠合处。该原理通过构造局部能量模型,并经标准化后,度量其图像各个位置的相位一致值。本文在前人的基础上对该模型进行了改进,提出了以二维的希尔伯特变换代替一维希尔伯特变换,从而在全方向上考虑各点的相位一致。由于Morrone提出相位一致模型实现过程是逐点分别计算图像的相位一致值,运行速度慢。改进算法后,相位一致模型的分子部分,即局部能量,是利用去DC（Direct Current,直流）分量算子和二维希尔伯特变换算子以卷积的形式求取,从而简化算法实现过程。同时为了抑制噪音的影响,本文在相位一致模型中的分母部分中引入了图像DC分量。最后以自然图像和遥感图像为实验对象进行图像特征检测,结果表明该改进方法可以有效地提取图像特征。     

近30年来青藏高原羌塘地区东南部湖泊变化遥感分析

以多时相Landsat TM/ETM+影像、CBERSCCD影像和早期1∶10万地形图为数据源,选取羌塘高原东南部22个面积较大的湖泊作为研究对象,借鉴城市扩展研究的思路,引入变化强度指数和象限方位分析等方法,从面积、强度和空间分异特征等多个方面对该区湖泊近30年来的变化进行分析.结果表明,1975-2005年间研究区湖泊呈扩张趋势,总面积共扩大了1162.19km2;色林错扩张面积最多,达510.02km2,以北部扩张最为明显;国加轮湖扩张强度最大;造成区域内湖泊面积扩张的主要因素是冰雪融水量的增加、降水量的增多以及蒸发量的减少.     

新疆天山及北疆地区积雪反照率差异

新疆天山和北疆地区是我国三大稳定积雪区之一,积雪反照率的变化显著地影响其地表吸收的太阳辐射能量。2018年1~3月,在新疆天山和北疆地区进行了积雪反照率观测,发现研究区的积雪反照率存在明显的时空差异。时间上,由于受到气温变化的影响,研究区的积雪反照率整体呈现下降的趋势,而且不同时期的下降幅度有差异,1月末~3月初反照率的降低相比1月初~1月末反照率降低更加明显。空间上,由于受到污化物的影响,各区域（阿勒泰地区、塔城地区、天山北坡和伊犁河谷）的积雪反照率之间存在差异,其中天山地区（天山北坡和伊犁河谷）的积雪反照率低于北疆地区（阿勒泰地区和塔城地区）,天山北坡的反照率最低;在积雪稳定期及消融期,污化物对积雪反照率的影响最为明显。