基于GF-2遙感影像的城鎮(zhèn)地物信息提取分割尺度研究.pdf

1、隨著國產“高分”系列衛(wèi)星的相繼發(fā)射及其數據的廣泛應用，我國高分辨率遙感衛(wèi)星應用時代的大幕已經開啟，如何更加充分地挖掘國產高分辨率遙感影像的應用潛力，多角度發(fā)揮相關遙感數據的巨大作用，是我國科研領域及相關工作人員們刻不容緩的責任。就目前“高分一號”影像的應用情況而言，針對“高分二號”影像的應用開發(fā)是一個極具發(fā)展?jié)摿拓酱鉀Q的科學問題。相對于中低分辨率遙感影像而言，高空間分辨影像具有地物信息復雜且細致，布局清晰，幾何、光譜、紋理等信息也更

2、加精確等特點。傳統(tǒng)的基于像素的信息提取方法，無論是對影像包含信息的利用程度、處理效率，還是提取精度等方面都無法使高分辨影像得到應有的發(fā)揮。而目前憑借其高度精度和高效率等特點，利用面向對象方法來進行信息提取已成為大勢所趨。其處理對象并非一個個孤立的象元，而是具有多種語義特征及關系特征的“同質”多邊形，運用得當則能一定程度上減少圖像的破碎和“椒鹽噪聲”的發(fā)生，而分割尺度系則是影響面向對象技術發(fā)揮好壞的關鍵因素。因此，如何通過分割尺度優(yōu)化等技

3、術改進讓面向對象技術優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，成為該領域研究熱點。與此同時，隨著我國新型城鎮(zhèn)化道路的不斷推進，如何及時、全面地掌握城區(qū)及周邊地物細節(jié)信息，對科學規(guī)劃城鎮(zhèn)、合理產業(yè)布局、完善“智慧城市”與“大數據”體系等發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。
　　本文在前人研究面向對象方法的基礎上，充分挖掘高分二號影像中各類相關信息，對面向對象方法中的關鍵技術——分割尺度進行了適當改進，并結合多特征集合的構建等手段提出了一套針對高分二號影像的城鎮(zhèn)信息提取方

4、法，經過驗證行之有效。本研究以新疆伊犁州特克斯八卦古城為典型研究區(qū)，針對城區(qū)地物的信息復雜，信息提取難度大，精度低的問題，致力于以分割尺度為突破口，進一步提高面向對象分類方法的效果與精度，期望能為面向對象技術的有效改善、新疆城區(qū)地物信息提取等工作提供一定的科學參考。本文的主要研究如下：
　　1、圖像的分割是面向對象技術中的基礎和關鍵，其分割質量的好壞，將直接影響信息提取的精度。本文在前人研究的基礎上，利用多尺度分割方法進行圖像分割

5、，該方法適合面向對象技術，所得影像分割對象較符合地物實際邊界。
　　2、多尺度分割中分割尺度的選擇對信息提取結果有著重要影響。為了解決面向對象分類中常見的“欠分割”與“過分割”等問題，本文在總結了前人選取最優(yōu)分割尺度方法的基礎上，首先利用ESP對分割尺度進行大概范圍的粗篩選；再利用不同分割尺度下地物光譜亮度均值標準差進行統(tǒng)計分析，進一步縮小尺度范圍；最后通過人機交互的控制實驗及經驗確定各分割參量和最終確定各層即各類地物的最優(yōu)分割尺

6、度。
　　3、對原圖進行了復合最優(yōu)多尺度分割后，需要對面向對象技術的另一重要部分--特征參數的選擇提高重視，為使各地物的相關特征完備的同時盡可能保持在不造成冗余的范圍之內，本文利用最鄰近分類器原理，先將選擇的全部相關參量進行篩選，并通過試驗最終確定個別組為最優(yōu)特征，再利用這些特征進行閾值和隸屬度函數的調試，確定分類規(guī)則并提取目標信息。
　　4、在信息提取的過程中，由于各地物幾何、光譜、紋理特性等不同，則先通過相關分析和人工判

7、斷將地物類型分層進行提取，對每一層選擇最適合的分割尺度；再根據地物類型的不同按不同的特征參量進行提取，爭取把錯分漏分現(xiàn)象降到最低，將分類精度提到最高；最后將分類結果與相同實驗條件下的監(jiān)督分類結果做初級精度對比，再利用控制實驗驗證分割尺度與多特征集合對分類結果的影響以實現(xiàn)進一步對比分析，驗證該技術改善的有效性。
　　5、我國城鎮(zhèn)化的發(fā)展離不開遙感技術，國內外學者已經將高分辨率遙感影像應用在城區(qū)地物分類、土地利用現(xiàn)狀調查、環(huán)境資料調查