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基于多尺度融合的遥感图像变化检测及其毁伤评估应用

作　者: 于天超
导　师: 王卫星
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 多尺度融合 马尔科夫随机场 变化检测 毁伤评估 连通区域标记
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


本文从多尺度融合的角度出发,对多尺度分析应用于遥感图像变化检测进行了探讨。首先利用小波变化对原始图像进行多尺度分解,然后利用变化检测算法提取不同尺度图像的变化区域,最后利用马尔科夫随机场将不同尺度变化检测结果进行融合。由于马尔科夫随机场融合方法充分考虑了相邻像素间的相关性和不同尺度检测结果的联系,从而使融合结果更加细致和精确。本文基于毁伤前后两幅图像的变化检测结果,研究了飞机、桥梁、跑道等目标的毁伤评估方法。针对飞机目标,本文结合毁伤前后全体飞机目标识别结果和变化检测结果,给出了毁伤飞机目标的识别方法。根据毁伤飞机目标的前后联系,本文可以准确的识别出添加的、消失的、移动的和毁伤的飞机目标。再根据飞机目标的毁伤面积比、几何特征变化率、纹理特征变化率等参数,本文又给出了飞机目标毁伤程度的具体划分。针对桥梁目标,本文首先根据毁伤前桥梁目标识别结果和变化检测结果,提取每个毁伤桥梁目标的毁伤前桥梁面积、毁伤面积、桥梁长度、弹坑个数、最大最小平均弹坑面积、以及是否截断等毁伤信息,然后由这些毁伤信息计算得到毁伤面积比、单位长度弹坑个数、单位长度毁伤面积、截断区域个数等桥梁目标毁伤指标参数,最后由这些毁伤指标参数确定桥梁目标毁伤程度。针对跑道目标,本文主要是根据毁伤后的跑道目标是否存在满足飞机起飞所需的矩形区域来判定跑道的毁伤。毁伤后的跑道由毁伤前跑道目标和变化检测结果取与非操作得到。将满足飞机起飞所需的矩形区域看作一个模板,通过在毁伤后的跑道不同位置旋转模板,来寻找满足飞机起飞所需的矩形区域,如果在毁伤后的跑道所有位置所有角度都不存在这样的矩形区域,则判定跑道毁伤,否则给出找到的矩形区域位置。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 研究背景和意义  8-11
    1.1.1 遥感技术的发展  8-9
    1.1.2 变化检测技术的应用  9-10
    1.1.3 问题的提出及研究价值  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 变化检测研究现状  11-12
    1.2.2 毁伤评估研究现状  12-14
  1.3 本文内容及组织  14-15
第二章 基于多尺度融合的遥感图像变化检测  15-31
  2.1 小波变换基本理论  16-19
    2.1.1 连续小波变换  16-17
    2.1.2 离散小波变换  17
    2.1.3 快速小波变换  17-18
    2.1.4 图像小波变换及本文应用  18-19
  2.2 变化检测方法  19-23
    2.2.1 数值法变化检测  19-20
    2.2.2 主成分分析（PCA）变化检测  20-22
    2.2.3 马氏距离变化检测  22-23
  2.3 变化区域提取  23-26
    2.3.1 OTSU 算法  23-26
    2.3.2 自适应阈值分割  26
  2.4 基于马尔可夫随机场的结果融合  26-28
  2.5 实验结果及分析  28-30
  2.6 本章小结  30-31
第三章 基于变化检测的飞机目标毁伤评估  31-48
  3.1 目标连通区域标记  31-36
    3.1.1 第一次扫描标记连通区域  32-33
    3.1.2 并查集（union-find）算法  33-35
    3.1.3 第二次扫描重新标记连通区域  35-36
  3.2 边界追踪算法  36-37
  3.3 几何纹理特征统计  37-39
  3.4 飞机目标毁伤评估  39-42
    3.4.1 毁伤飞机目标识别  40-41
    3.4.2 毁伤前后目标关联  41-42
    3.4.3 毁伤程度划分  42
  3.5 实验结果及分析  42-47
  3.6 本章小结  47-48
第四章 基于变化检测的桥梁目标毁伤评估  48-56
  4.1 桥梁目标毁伤信息提取  49-51
  4.2 毁伤程度指标参数  51-52
  4.3 实验结果及分析  52-55
  4.4 本章小结  55-56
第五章 基于变化检测的机场跑道毁伤评估  56-67
  5.1 起飞区域模板创建  57-58
  5.2 模板区域填充  58-61
  5.3 跑道毁伤评估效率问题  61-63
  5.4 实验结果及分析  63-66
  5.5 本章小结  66-67
第六章 总结与展望  67-69
  6.1 本文内容总结  67-68
  6.2 后期工作展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-73
攻读硕士期间成果  73-74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 遥感技术 > 遥感图像的解译、识别与处理 > 图像处理方法
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