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基于面向对象图像分析的围填海工程遥感信息提取技术研究

作　者: 鞠明明
导　师: 汪闽
学　校: 南京师范大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 面向对象图像分析高分辨率遥感影像海岸带分级分类边缘提取
分类号: P756.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近年来,我国沿海地区掀起了发展海洋经济的新高潮。围填海是近岸海域的热点用海方式。围填海在给人类带来经济效益和社会效益的同时,也对近海的生态环境产生了极大的负面影响。采取科学的技术手段进行海岸带调查才能为监管部门提供有力的科学依据。遥感技术被引入到海域使用调查中,以其快速、准确、大范围对地观测能力等成为海域调查的有力手段。另一方面,遥感技术也在不断的进步,遥感成像能力增强,在光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率、辐射分辨率等方面得到提高。高分辨率遥感影像包含了丰富的空间结构和地理特征信息,同时也存在着严重的光谱混淆、噪声干扰等现象。传统基于像元的方法不足以处理高分辨率遥感影像中噪声增多、光谱混淆等问题。面向对象图像分析方法,通过将图像分割,获取特征基元,利用提取到的基元的光谱特征、形状特征和空间关系等,能更好地完成地物的提取与分类。本文基于面向对象图像分析的思路,采取分级分类的方法对高分辨率遥感影像中围填海工程区域的地物进行了分类和提取。论文的主要工作包括：(1)结合海岸带的地物特点,针对围填海工程目标地物所处的地理环境,建立一套面向该区域的分类体系。依据所建立的分类体系,设计了应用于围填海工程区域地物分类的分级分类流程：第一级分类是以地物光谱特征为主导的监督分类,将遥感图像地物划分为水体、建设用地、滩涂、植被和未分类用地等类型；第二级分类是在一级分类基础上,根据地物的基元特征建立知识规则,提取专题地物养殖水域和堤坝,也就是将水体细分类为海域、养殖水域和其他内陆水体；将建设用地细分类为堤坝和其他建设用地。(2)在二级分类的堤坝提取中,设计了线-面基元结合的技术方法,具有较高的提取精度。其过程是：以一级分类的结果中的建设用地为父类约束,首先利用知识规则(组合光谱特征、形状特征和空间关系等)对堤坝进行初步提取；对初步提取的堤坝以主方向和宽度为约束条件向邻接的图斑扩展,以避免灰度近似滩涂的堤坝被错分为滩涂；以已经提取到的堤坝图斑为搜索源头,沿图像边缘在建设用地类别中搜索新的堤坝图斑以完整提取堤坝。实验表明,方法提取的堤坝较为完整连续,准确率较高。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
图目录  10-11
表目录  11-12
第1章绪论  12-20
  1.1 选题背景及选题意义  12-14
  1.2 国内外研究现状综述  14-17
    1.2.1 面向对象遥感图像分析技术研究现状  14-15
    1.2.2 面向对象方法在海域使用信息提取的应用与现状  15-16
    1.2.3 存在的问题  16-17
  1.3 论文研究内容与技术路线  17-18
    1.3.1 研究内容  17
    1.3.2 技术路线  17-18
  1.4 论文组织结构  18-20
第2章遥感图像线、面基元获取及多特征提取  20-37
  2.1 图像分割及面基元获取  20-25
    2.1.1 边缘约束的图像分割方法  20-23
    2.1.2 试验与分析  23-25
  2.2 线基元提取——图像边缘特征检测  25-31
  2.3 面基元多特征提取  31-36
    2.3.1 特征基元的形状特征  32-34
    2.3.2 光谱特征与空间关系  34-36
  2.4 本章小结  36-37
第3章面向对象的围填海工程分类  37-49
  3.1 分类体系设计  37-39
  3.2 面向对象的一级分类  39-43
    3.2.1 分类器介绍  39-42
    3.2.2 光谱特征主导的分类  42-43
  3.3 面向对象二级分类——基于规则的养殖水域提取  43-46
  3.4 面向对象二级分类——线面结合的堤坝提取  46-48
  3.5 本章小结  48-49
第4章实验与分析  49-60
  4.1 实验数据  49-50
  4.2 实验设计  50-52
  4.3 实验与分析  52-59
    4.3.1 面向对象的分级分类实验  52-54
    4.3.2 融合边缘特征的面向对象分级分类实验  54-58
    4.3.3 实验总结  58-59
  4.4 本章小结  59-60
第5章总结与展望  60-62
  5.1 总结  60-61
  5.2 展望  61-62
参考文献  62-69
在读期间发表的学术论文与研究成果  69-70
  参与的主要科研项目  69
  已发表的文章  69-70
致谢  70-71

基于面向对象图像分析的围填海工程遥感信息提取技术研究

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