结合模糊度和形态学指数约束的深度学习建筑物提取

基于高分辨率遥感影像的建筑物提取一直是研究的热点问题,深度学习的深层次特征提取方法,非常适合高分辨率影像中建筑物的提取,但使用深度学习提取建筑物时,大多以改变网络结构为主进行算法优化,很少与其他方法结合。本文研究在改进深度学习网络结构的基础上,结合影像模糊度约束增强、形态学建筑指数约束增强等方法,对建筑物提取方法进行更全面更有针对性的改进。本文主要改进内容为：① 提出PwDeepLab网络,该网络基于DeepLab v3+网络结构,在特征融合方式和损失函数等方面进行了改进。② 提出模糊度约束方法,在固定影像块大小的情况下,通过影像模糊度约束对影像进行上采样增强。③ 提出形态学指数约束方法,通过形态学建筑物指数（MBI）约束范围拉伸增强的方法,在较少改变原始影像特征的情况下,突出建筑信息。本文在Massachusetts数据集和武汉大学的Satellite Dataset Ⅱ(East Asia) 数据集上进行验证, 2个数据集的主要建筑类型存在较大区别。本文提出的方法在2个数据集上的精度相对于DeepLab v3+分别提高了10.9%和3.8%,相对于U-Net分别提高了10.0%和9.6%。实验结果表明本文提出的方法对建筑物提取效果有明显提升,且具有很好的鲁棒性和通用性。     

联合概率密度空间的遥感自适应变化检测方法

多种因素引起的辐射特征变化,将造成阈值法变化检测的误检。对此,本文提出了一种联合概率密度空间的多阈值自适应变化检测方法。首先,将影像从像素空间转化到联合概率密度空间,将变化地物定义为联合概率密度空间的离群点,并采用迭代方法将其提取,然后映射回原始影像后确定变化区域。选取两种典型应用进行试验,结果表明,本文方法在正确率、误检率和漏检率方面优于传统方法,具有较好的稳健性。     

移动目标信息管理平台的设计与实现

移动目标信息管理平台是LBS(Location-Based Service)的重要组成部分，它在城市信息及物流系统中起着非常重要的作用。本文以移动目标信息管理为主线，在充分考虑当前各种移动目标信息管理平台所面临共性问题的基础上，结合实际平台的开发，对其关键技术进行了分析，并对系统平台进行了设计与实现。通过车辆物流管理系统实例的特点与运行效果分析，证明了本文提出的移动信息管理平台框架流程的可行性。     

空间邻接支持下的遥感影像分类

传统光谱分类法的局限性促使了遥感“图谱耦合”认知理论的发展, 使其更加注重了空间信息的应用。 然而, 已有的分类方法虽也融入了空间形态、空间关系的应用, 在精度上有一定的提高, 但在空间规律定量描述、 地物实际分布边界跟踪等方面仍存在不足。本文发展了一种空间邻接支持下的遥感影像分类方法: 通过基准地物的 精确提取进而搜索与其邻接的目标地物, 对邻接范围内的地类混淆以及非邻接范围内的目标类误分一并进行修正, 并以近海地物分类为例进行试验, 获得了更为精确、合理的分类结果, 也为后续逐步精确地提取各地物提供了     

改进SIFT点特征的并行遥感影像配准

本文针对SIFT(尺度不变特征变换)算法存在的内存消耗多、运算速度慢的问题,采用金字塔和分块策略,首先对原始影像进行粗配准,然后进行分块影像匹配以实现精确配准。在匹配过程中,根据影像分辨率限制高斯金字塔影像的阶数,对特征点进行过滤;同时对匹配过程进行并行化,以提高算法效率。实验表明,改进算法在保证配准精度稳定的前提下,解决了原算法对内存要求高的问题,效率比原算法显著提高,适用于大范围遥感影像之间的配准。     

迁移学习支持下的遥感影像对象级分类样本自动选择方法

面向遥感大范围应用的目标,自动化程度仍是遥感影像分类面临的重要问题,样本的人工选择难以适应当前土地覆盖信息自动化提取的实际应用需求。为了构建一套基于先验知识的遥感影像全自动分类流程,本文将空间信息挖掘技术引入到遥感信息提取过程中,提出了一种面向遥感影像对象级分类的样本自动选择方法。该方法通过变化检测将不变地物标示在新的目标影像上,并将过去解译的地物类别知识迁移至新的影像上,建立新的特征与地物关系,从而完成历史专题数据辅助下目标影像的自动化的对象级分类。实验结果表明,在已有历史专题层的图斑知识指导下,该方法能有效地自动选择适用于新影像分类的可靠样本,获得较好的信息提取效果,提高了对象级分类的效率。     

联合概率密度脊提取的影像镶嵌色彩一致性处理方法

针对大区域待镶嵌遥感影像之间存在亮度分布和对比度不一致的问题,提出了一种联合概率密度脊提取的色彩一致性处理方法。统计两景影像重叠区域对应波段亮度值的联合概率密度,并从中提取通过“脊”的直线作为回归方程,对输入影像进行处理,使得影像间具有类似的对比度和亮度分布。选取TM数据进行了实验,结果表明：镶嵌结果色彩均匀、视觉特征良好;与传统方法相比具有较好的稳定性和统计特征。     

阴影辅助下的面向对象城市建筑物提取

分析高分辨率遥感影像城市建筑物提取的难点,探讨建筑物阴影与建筑物之间的关系,提出一种阴影辅助的建筑物提取方法:首先在高分辨率影像中提取出建筑物阴影对象,通过建筑物与其阴影的空间关系特征分离相互连接的建筑物对象并确认漏提取的建筑物对象,从而提高了建筑物的提取精度;将该方法运用于Quick Bird影像的建筑物提取实验中,取得理想的实验效果.     

基于mRMR特征优选算法的多光谱遥感影像分类效率精度分析

在遥感图像分类过程中,进行合理的特征优选操作,将有助于提高分类器的分类效率及精度。本文以淮南地区资源三号卫星多光谱遥感影像数据为例,采用二值离散化、直方图法及F统计法3种计算方法实现mRMR（minimal-Redundancy-Maximal-Relevance）算法特征优选过程。根据3种方法所得到的特征优选结果及全部特征信息,分别采用C5.0决策树和K近邻2种分类器进行图像分类实验,并利用目视解译方法对不同方法组合的影像分类结果进行精度验证。实验结果表明,利用3种计算方法实现mRMR特征优选算法对不同分类器的影响程度不同：在分类效率方面,C5.0决策树分类器可提高36.84%,而K近邻分类器可提高72.05%;在分类精度方面,C5.0决策树分类器能保证分类精度大致不变,总体分类精度可提高0.60%,Kappa系数可提高0.80%,而K近邻分类器总体分类精度可提高4.34%,Kappa系数可提高7.90%。     

集成夜间灯光数据与Landsat TM影像的不透水面自动提取方法研究

利用多源遥感数据提取不透水面信息是一个重要的研究方向。针对以往研究中多需要人工选取不透水面样本进行模型训练的问题,本文通过整合夜间灯光遥感与Landsat TM影像中的空间和光谱信息实现了不透水面覆盖范围（Impervious Surface Area,ISA）的自动提取。首先根据夜间灯光的分布来定位ISA聚集的城市区域的位置,分别在城市区域内部和外部自动提取可靠性高的ISA及非ISA样本,然后通过迭代分类提取城市区域的ISA,再以此为样本对城市区域外部进行分类,最后将分类结果整合完成整幅影像的ISA提取流程。应用本方法对美国雪城地区的DMSP/OLS夜间灯光影像上提取了84个城市区域,提取精度大于95%。从中分别选择高ISA密度和低ISA密度的2个城市区域作为ISA提取的测试区,本文方法在城市区域内的ISA提取总体精度与kappa系数分别为88.23%和0.63;在城市区域外部为78.6%和0.54,均优于人工样本选取方法的提取精度,表明该方法能够实现精度稳定且高效的ISA自动提取。