基于频域显著性方法和ELM的遥感影像变化检测

提出一种基于频域显著性(FDS)方法和极限学习机(ELM)方法进行遥感影像变化检测的方法.首先,对利用变化矢量分析方法(CVA)获取不同时相遥感影像的光谱特征差异图及纹理特征(灰度共生矩阵法)差异图进行融合获得差异影像(DI);然后,利用频域显著性方法获取差异影像的显著性图,采用模糊c均值(FCM)聚类算法对显著性图选取阈值得到的粗变化检测图进行预分类(变化像素、未变化像素、待定像素);最后,从光谱及纹理特征影像上提取变化像素和未变化像素的邻域特征作为可靠样本进行ELM训练,并利用训练好的ELM分类器对粗变化检测图进行变化检测,得到最终的变化检测图.通过对高分辨率遥感影像数据实验结果表明本方法的变化检测精度及性能优于其他对比方法.     

GIS用户界面的动态获取

如今，地理信息包含了不同类型的数据，而这些数据是通过多种方法在不同时期所采集到的，例如在利用影像图片进行影像分析时所获得的数据。因此，就很有必要开发数据组织和管理的新技术新方法。作者利用关系数据库管理系统来研究定向数据模型方法，以使得非专业人员可以方便地使用这些数据。     

基于间接校正的高分三号正射影像生成

由于高分三号卫星(gaofen-3 satellite, GF-3)数据问世时间较短、参数不足,现有软件未针对GF-3数据添加传感器支持,导致难以利用现有各类软件生成其正射影像。提出一种基于间接校正的GF-3正射影像生成方法。模拟待校正区域卫星成像过程,采用RD模型利用与该区域对应的DEM数据构建模拟GF-3影像;在模拟与真实GF-3影像中分别提取特征点,并配准提取的特征点对,进而建立两影像间的映射关系;利用模拟GF-3影像分别与DEM数据和真实GF-3影像之间的映射关系,间接完成正射校正,生成正射影像。针对GF-3多成像模式的特点,选取3种具有代表性成像模式的影像进行正射影像生成试验,取得了较好的实验结果。将真实GF-3影像与模拟GF-3影像的对应像元坐标进行比较表明,x和y方向误差均小于一个像元,精度较高。提出算法充分考虑到了GF-3系统的成像特点,在不同的地形细节均取得了较好的结果。定性和定量的分析实验结果验证了提出方法的可行性及有效性。     

一种基于特征表达的无人机影像匹配像对提取方法

针对无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)影像三维重建中匹配像对提取适应性差、效率低、需准确的先验知识等问题,提出一种基于特征表达的无人机影像匹配像对提取方法。首先利用SiftGPU算法对一组无人机影像进行尺度不变特征转换(scale-invariant feature transform, SIFT)特征提取。其次,对SIFT特征向量集合构建分层词汇树,并分别计算各个影像与影像集中各影像的综合权重因子并按得分大小进行排序。最后,自适应计算影像检索阈值,得到最终的影像匹配像对。通过对不同地形地貌的无人机影像进行试验。实验结果表明:所提方法能快速、有效获取查询影像的匹配像对。与常规词汇树检索方法相比,查准率提高了19%～24%,查全率提高了17.4%～30.9%。尤其针对海量的无人机影像数据,所提方法具有更高的处理效率。     

基于GIS/RS技术的城乡空间规划支持系统

根据空间信息科学理论和软件工程方法论,探讨了基于GIS/RS技术进行城乡空间规划支持系统开发建设的关键技术和设计方法;并将研制的系统平台应用于京津冀北地区、青岛市城乡空间规划和北京市旧城更新改造规划具体实践,利用不同分辨率的遥感影像提取城乡空间规划所需要的信息,利用GIS空间分析功能自动、半自动地生成城乡空间规划所需的各种专题数据。结果表明:基于GIS/RS技术的城乡空间规划支持系统在实现城乡空间规划的定性、定量、定位相结合和规划决策支持方面具有良好效用。     

遥感影像浅水河道提取二维经验模态分解方法

遥感影像中浅水河道与居民地具有相似的光谱特性,在浅水河道自动提取过程中噪声较多,经验模态分解(EMD)可获取原始信号不同尺度上的细节信息,有效地提高遥感影像浅水河道自动提取的精度。利用环境与减灾小卫星数据,以彰武县柳河为研究区,对该区2012年10个时期NDVI时间序列分别EMD分解,选取每个时相信息量较大的前三个固有模态函数(IMF),结合2012年9月18号影像共34波段作为研究数据,利用极大似然法、BP神经网络传统的分类方法进行分类。结果表明结合EMD的分类方法可有效地去除居民地噪声,Kappa系数最高达到0.9690,总体分类精度最高达到93.35%,从而有效地解决了遥感影像中浅水河道提取正确率低的难题。     

基于时间序列夜间灯光数据的EPC预测模型

为了利用夜间灯光数据来预测电力消耗量(EPC),采用增强植被指数(EVI)实现对美国国防气象卫星搭载的可见光成像线性扫描业务系统(DMSP/OLS)数据的校正,利用回归模型实现DMSP/OLS数据和美国国家极轨卫星搭载的可见光近红外成像辐射仪夜间灯光波段(NPP/VIIRS)数据的拟合,构建出2001-2018年的长时间序列的夜间灯光影像,并与EPC数据建立线性、二次项和乘幂回归模型,选择决定系数(R2)值相对较优、平均绝对相对误差(MARE)最小的模型为各自的最优模型.结果 表明:通过对夜间灯光影像进行校正,解决了DMSP/OLS影像数据不连续、像元饱和效应、与NPP/VIIRS影像不可比等问题;在国家尺度上,二次项模型是优选模型,校正后的夜间灯光数据与EPC的R2和MARE值分别为0.99和5.650％;在省级尺度上,基于省级单位与EPC建立的优选模型的R2值和MARE值分别为0.878和28.783％;在省级尺度上,基于时间序列建立的夜间灯光数据与EPC的R2和MARE值分别为0.972和7.286％;省级单位长时间建模精度高于基于省级单位建模的精度.     

决策树学习方法应用于生境景观分类

遥感影像分类是进行景观生态学研究以及区域景观规划的基础工作,是获取环境资源与信息的主要手段。研究选取秦岭南坡地区100km2范围为实验区域,综合遥感影像、数字高程模型等空间数据,利用C5.0决策树学习算法从750个实地调查样点中自动提取分类知识、建立规则库并实现计算机自动景观分类;同时分析根据不同数量样点得到的决策树规则以及决策树分类精度变化的趋势。分析结果表明,在样点信息充分的条件下,利用决策树学习方法能够实现高景观分类精度;随着样点数量的增加,分类精度也随之提高,该研究中景观分类精度最高达到79.0%。     

多源全色影像与多光谱影像融合技术研究

随着遥感技术的发展,越来越多的不同类型遥感器被用于对地观测.这些多遥感器、多时相、多分辨率、多波段的遥感影像数据各自显示了其自身的优势和局限性.为了更加充分地利用这些数据为生产服务,遥感影像融合技术应运而生.通过应用几种不同的融合算法对不同传感器接收的多光谱和全色影像进行了数据融合实验,结果证明:通过影像融合.突出了2种数据各自的优点,为影像解译和影像分析提供了高质量数据.     

TerraSAR-X数据沿轨干涉运动目标检测研究

为检验TerraSAR-X数据在地面运动目标检测(GMTI)应用中的潜力, 并验证基于SAR沿轨干涉图的幅度和相位联合统计特性以及恒虚警率的检测方法(ATI-CFAR)对TerraSAR-X数据的适用性, 利用TerraSAR-X卫星单发双收模式数据, 基于一种ATI-CFAR方法, 结合数据特点进行改进, 对北京北五环部分路段开展GMTI实验研究。结合地面同步实验进行验证分析, 结果表明: 1) TerraSAR-X数据能够应用于GMTI, 但干涉相位受干扰严重, 使用统计的方法确定ATI相位阈值易发生过度估计, 导致大量漏检; 2) 基于车速先验知识确定相位阈值, 利用图解法确定ATI幅度阈值, 能够有效地改善检测结果。本文方法检出率和正确率分别达到70%和87.5%, 证明了其对TerraSAR-X数据的适用性, 反映出 TerraSAR-X数据在GMTI应用中的潜力。