基于三指数合成影像的西北地区城市建筑用地 遥感信息提取研究

随着西部大开发战略的实施以及“一带一路”战略的影响,西北地区的城市发展也发生着巨大变化,利用遥感影像更加准确地提取西北地区城市建筑用地信息对分析城市扩张趋势、规划城市建设具有重要意义。本文以2000年兰州市主城区和2003年西宁市主城区的Landsat 7 ETM ⁺影像为数据源,结合压缩数据维的方法,通过构建三指数合成影像并利用该影像来提取城市建筑用地信息。实验首先根据兰州市主城区的影像光谱特征,创建了归一化差值裸地指数（NDBLI）。然后将该指数与比值居民地指数（RRI）、修正型归一化水体指数（MNDWI）合成为一个包含3个波段的新型三指数合成影像NRM（NDBLI、RRI、MNDWI）;同时,根据集成学习思想,为增强城市建筑用地信息,将主成分分析的第一波段（PC1）、归一化差值建筑用地指数（NDBI）和比值居民地指数（RRI）合成为一个包含3个波段的新型三指数合成影像PNR（PC1、NDBI、RRI）;最后分别将三指数合成影像NRM和三指数合成影像PNR作最大似然分类提取城市建筑用地信息,将其提取结果与由归一化差值建筑用地指数（NDBI）、修正型归一化水体指数（MNDWI）和土壤调节植被指数（SAVI）所创建的NMS（NDBI、MNDWI 、SAVI）影像得到的最大似然分类结果作精度比较,并利用西宁市主城区影像对本文方法进行了相应验证。结果表明,利用三指数合成影像PNR提取城市建筑用地的总精度和Kappa系数最高,其总精度达到了90%以上,适合于提取西北地区含裸地较多的城市建筑用地。     

基于夜间灯光数据的晋陕蒙能源消费碳排放时空格局

晋陕蒙三省区既是能源生产基地又是碳排放主要地区。对晋陕蒙市县的碳排放估算难度较大,如何准确快捷地获取其碳排放时空动态信息,对于合理制定区域碳减排规划具有重要的应用价值。本文选取中国晋陕蒙三省作为研究对象,基于夜间灯光数据,模拟晋陕蒙地区碳排放空间分布,进而系统地刻画其碳排放空间分布特征和规律。研究结果表明：① 1997-2016年,晋陕蒙三省区夜间灯光像元总值与能源消耗碳排放量之间的相关系数较高,均通过了1%的显著性检验;② 1997-2016 年,晋陕蒙地区的CO₂排放总量呈逐年增长趋势,鄂尔多斯市属于“高碳”地区;铜川市、安康市、商洛市、汉中市、阿拉善盟和阳泉市属于“低碳”地区;③ 陕西省碳排放清晰地呈现出“陕北>关中>陕南”的格局。晋陕蒙地区碳排放空间分布规律分析为该区域制定切实可行的碳减排政策提供了重要的理论依据。     

巡线式激光雷达点云的电力线重构

针对高压输电线构造日趋复杂且向崎岖地形延伸,给电网的检测和重构带来的诸多挑战,该文基于巡线式激光雷达点云提出了一种电力线重构方法。该方法无须复杂的滤波算法就可以快速去除地面点;按照POS数据建立提取模型将电力线点划分到不同区域,分区内电力线点数量少、线性特征明显、线数确定,因此非常有利于子导线的提取。实际线路实验验证了该文方法的可行性和有效性;实验场实验验证了该文方法在提取分裂导线方面的优越性。通过构建新的激光雷达点云采集模式,提出一种新的电力线重构方法,实现了电力线的快速提取和建模,满足了未来高压电网对精细巡检的需求。     

一种高分影像建筑区分块表示与合并提取方法

建筑区是一种重要的人工地理要素,利用高分辨率卫星影像可以在更精细的尺度上获取建筑区信息。针对建筑区这类结构复杂、面积相对较大的地物类,提出一种分块表示与合并提取方法。首先,通过角点上下文约束来划分图像,并将获得的图像块作为影像处理的基本单元;然后,利用空间变异函数来建模每个图像块并提取特征描述参数,进一步通过主成分变换实现建筑区图像块的结构特征表示;最后,根据图像块空间结构特征的相似性实现建筑区的判别。实验结果表明,该方法能够有效实现高分影像建筑区的提取,并且对不同分辨率的高分影像表现出良好的适应性。     

融合颜色和深度信息的运动目标提取方法

行人检测是计算机视觉、智能交通等领域研究的热点与难点,基于深度传感器对室内复杂场景下的行人检测展开研究。目前,基于颜色与深度数据的目标检测方法主要包括基于背景学习的方法和基于特征检测算子的方法,前者依赖于视频序列头几十帧的背景知识,帧的数量决定检测质量;后者存在计算量大的问题,训练样本的不足也会影响行人检测结果。因此,深入分析了复杂场景特征,融合颜色和深度信息,提出了RGBD+ViBe(visual background extractor)背景剔除方法,实现前景运动目标的准确提取。实验结果表明,提出的RGBD+ViBe方法在前景运动目标检测准确率方面要明显高于仅考虑颜色或深度信息方法以及RGBD+MoG(model of Gaussian)方法。     

基于拓扑关系的面状地形要素提取方法

针对地形要素提取工作量大的问题,提出一种基于空间拓扑关系的面状地形要素自动提取方法。通过对比分析AutoCAD数据与GIS数据的差异,对地形要素提取中的关键问题进行了分析;运用多要素组合拓扑构面的方法完成图形的快速构建,利用独立符号或文字注记与图形的包含关系完成图形的检查,建立图形与分类编码的映射关系实现分类信息的自动识别。实验表明,该方法对于面状地形要素的提取快速、准确,目前已在多个港区的空间数据建库中得到验证,提高了数据生产的工作效率。     

基于历史影像的水网提取方法研究

以60年代宁波平原地区的锁眼卫星为数据源,提出一种基于PS图像处理方法来实现河网的提取,并与阈值法、监督分类法和决策树法进行对比分析。结果表明,传统的阈值法和监督分类方法对于单波段高分辨率遥感影像的提取能力十分有限,决策树方法和基于PS图像处理法取得的面状数据整体精度在70%以上,线状数据整体精度在60%以上。在提取水面信息的能力上,决策树方法的正确率较高,但图斑较为破碎,水网连接度保留不完整;基于PS图像处理法受建筑阴影干扰较大,但水体提取完整度较高,水网连接度保留效果较好。     

基于分布式实时流数据的交通速度计算方法

随着城市规模的不断扩大,道路拥堵已经成为制约经济发展以及影响居民生活的一个重要因素,根据道路交通速度发现拥堵成为了解决这一问题的首要手段。道路交通速度计算的准确性和时效性是影响动态交通管理措施实施效果的关键因素。本文利用GPS浮动车技术获得的流数据,引入实时计算和流式计算平台Storm对数据进行分析处理,通过道路速度计算达到实时发现拥堵交通的目的,为交通管理部门疏导交通以及广大用户出行的道路选择提供参考依据。