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遥感影像上军事目标变化检测相关关键技术研究

作　者: 莫华
导　师: 秦志远；黄华文
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 遥感影像 变化检测 特征提取 自动匹配 阈值选取 定量化分析
分类号: P237
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 363次
引　用: 4次
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内容摘要


随着卫星遥感技术的迅速发展,遥感影像的应用范围大为扩展,应用深度和精度也大大提高。目前中高分辨率卫星影像在军事方面的应用已经发展到各个方面,不仅在国家安全、军事监测、导弹制导等方面有广泛应用,在军事目标识别定位、实时跟踪、军事预警、电子对抗等高科技军事对抗中也起到了关键作用,并且还将有重要的发展。基于遥感影像的变化检测技术通过对不同时相的影像进行比较分析,根据影像之间的差异得到热点地区或兴趣目标的变化信息,并对检测到的变化信息进行自动综合等相应的处理,生成情报,为作战准备和战场决策服务。本文研究的主题是利用中高分辨率遥感影像进行针对军事目标的变化检测,在对目前常用的变化检测方法的特点进行分类比较后,提出了一套以自动化、工程化为特色的,适合于军事应用的变化检测技术方案,实现了系统的各个功能模块。本文针对军事目标的变化检测问题展开研究,主要完成了以下工作:1.针对遥感影像的配准校正方法实现了创新,在无人工选取控制点情况下,实现基于特征的遥感影像间自动快速配准,大大提高了配准精度和速度。2.在传统的变化检测阈值选取方法基础上,实现了基于最小错误率的贝叶斯决策方法应用于最佳阈值自适应选取和基于二维直方图的自动阈值选取两种方案。3.对检测特征结果进行变化区域边缘跟踪和自动综合,形成矢量化定量描述结果。本文设计并实现了一套完整的基于遥感影像的军事目标变化检测原型系统,不仅实现了变化检测过程的创新,更重要的是满足了军事斗争准备对变化检测自动化、工程化的需求。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 课题研究的背景和意义  9
  1.2 基于遥感影像的变化检测原理及方法  9-14
    1.2.1 变化检测的基本概念  9-10
    1.2.2 变化检测的应用领域  10-11
    1.2.3 变化检测方法分类比较  11-13
    1.2.4 变化检测的基本流程  13-14
  1.3 问题的提出  14
  1.4 论文的研究工作  14-15
  1.5 论文组织  15-16
第二章 遥感影像的自动配准  16-31
  2.1 基于特征的遥感影像自动配准  16-17
  2.2 Harris特征点检测与提取  17-20
    2.2.1 传统Harris特征点检测算子  17-18
    2.2.2 多尺度Harris特征点检测算子  18-19
    2.2.3 剔除不稳定点  19-20
    2.2.4 亚像素定位  20
  2.3 特征点特征描述  20-22
    2.3.1 特征描述符定义和用途  20-21
    2.3.2 灰度差分不变量特征描述  21-22
    2.3.3 灰度差分不变量主方向计算  22
  2.4 遥感影像的自动匹配与容错方法  22-29
    2.4.1 灰度差分不变量特征点粗匹配算法  22-24
    2.4.2 匹配容错算法  24-29
  2.5 影像的几何校正  29-30
    2.5.1 一般多项式校正算法  29
    2.5.2 小片面元微分校正算法  29-30
  2.6 本章小结  30-31
第三章 变化检测阈值自适应选取  31-45
  3.1 图像差值法  31-32
  3.2 传统阈值选取方法  32-35
    3.2.1 循环分割法  32-33
    3.2.2 最大类间方差自动阈值  33-34
    3.2.3 最佳熵自动阈值  34-35
  3.3 基于最小错误率的贝叶斯决策的自动阈值选择法  35-40
    3.3.1 贝叶斯决策理论  35-36
    3.3.2 EM迭代阈值选择算法  36-40
  3.4 基于二维直方图的自动阈值选取方法  40-44
    3.4.1 二维直方图的基本概念  41
    3.4.2 最大类间方差算法  41-42
    3.4.3 最大熵算法  42-43
    3.4.4 最大相关准则算法  43-44
  3.5 本章小结  44-45
第四章 变化检测结果提取和自动综合  45-51
  4.1 特征影像的形态学处理  45-47
    4.1.1 基于数学形态学的方案  45-47
    4.1.2 应用形态学进行特征影像处理  47
  4.2 矢量化与特征表达  47-50
    4.2.1 射线跟踪目标聚类法  47-48
    4.2.2 灰度边缘跟踪目标聚类法  48-50
  4.3 本章小结  50-51
第五章 实验结果及分析  51-64
  5.1 遥感影像自动配准的实验及结果  52-55
    5.1.1 Harris特征提取检测结果  52-53
    5.1.2 影像匹配与容错实验结果  53-55
    5.1.3 影像快速几何校正实验结果  55
  5.2 各种阈值选择算法实验及分析  55-60
    5.2.1 机场影像的阈值分割实验结果  55-58
    5.2.2 港口影像的阈值分割实验结果  58-60
    5.2.3 阈值分割算法实验结果  60
  5.3 变化检测结果提取实验分析  60-64
    5.3.1 机场影像的自动提取实验结果  60-62
    5.3.2 港口影像的自动提取实验结果  62-64
第六章 总结与展望  64-66
参考文献  66-70
致谢  70

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 摄影测量学与测绘遥感 > 测绘遥感技术
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