遥感信息
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遥感信息
2019年 34卷 1期
刊出日期 2019-02-20


1 秦凯|陈建平|赵英俊|朱玲|杨国防
航空高光谱地表氧化铁矿物含量评估技术
针对采用高光谱技术对赤铁矿、针铁矿和褐铁矿等氧化铁矿物含量评估精度不高的问题,提出了一种地表氧化铁矿物含量的航空高光谱定量评估的方法。首先基于大气特征谱线的定标参数进行数据预处理;其次利用连续统去除和二次拟合的方法获取铁离子晶体场转移光谱特征;最后根据地面实测氧化铁含量进行回归分析。应用该方法评估了我国祁连山典型铁矿床区域的地表氧化铁含量,基于研究区的CASI/SASI航空高光谱数据,对地表氧化铁矿物进行了含量评估。研究表明,地表氧化铁航空高光谱定量评估的方法可靠,应用该方法可有效识别出氧化铁蚀变矿物富集区域。
2019 Vol. 34 (1): 1-6 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2697KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
7 黄冬梅|孙婧琦|何婉雯|张明华|王振华
不同粒度遥感信息的非线性优化Otsu分割算法
遥感影像具有覆盖面广、光谱信息丰富及不同粒度的遥感信息应用需求特点,传统的图像分割算法不能较好地适用于这类图像的信息提取。针对遥感影像多波段的特性和遥感信息不同粒度需求的特点,基于最大类间方差算法(Otsu算法),设计了不同粒度遥感信息的非线性优化Otsu分割算法:(1)引入PCA 算法对遥感影像的多波段数据进行降维,降低了遥感影像的信息冗余度;(2)基于最小值判断,添加分割算法的终止条件,提高了不同粒度遥感信息分割的计算效率。最后,以舟山海域的空间地物信息提取为例,比较了非线性优化Otsu分割算法与传统的Otsu、2D-Otsu、K-means、FCM 分割算法的优劣性。结果表明,非线性优化Otsu分割算法: (1)兼顾了遥感影像的波谱信息,降低了遥感信息的错分率;(2)通过降低遥感影像的信息冗余,提高了计算效率;以两类地物类别提取为例,与Otsu算法相比,时间效率提高了59.88%;(3)通过添加计算约束条件,求解不同地物类,别的分割阈值,满足了不同粒度遥感信息的应用需求。
2019 Vol. 34 (1): 7-14 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 7410KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
15 何明元|王毅|俞宏
地表信息对静止卫星云检测算法的影响
针对静止卫星资料的云检测存在通道较少、不适用多通道云检测算法的问题,引入地表背景信息,优化了云检测算法。利用FY2C卫星资料以及其他辅助资料,分析了地表背景信息(包括最高红外亮温底图、地表纹理、地表高程信息等)对静止卫星云检测的影响。在综合考虑这些地表背景信息的基础上,提高了静止卫星云检测精度.经过实际研究和业务化应用,引入地表信息将有效提高云检测效率。具体的研究结论包括:(1)优化的动态亮温底图进一步提高了中高纬地区的云检测精度,降低了中低纬地区云检测的误判率;(2)引入地表植被指数的空间纹理法,进一步消除了由于地表差异带来的误差;(3)引入地表高程数据,对于可见光通道云检测精度的提高非常有效,对于红外通道的动态阈值确定也非常有效。
2019 Vol. 34 (1): 15-19 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 3082KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
20 汪汇兵|范奎奎|欧阳斯达|戚凯丽|杨朦
双树复小波域马尔科夫的遥感图像分割方法
针对多尺度高分辨率遥感图像像素分割在降噪时丢失大量高频信息及单一像素孤立性问题,提出了一种双树复小波变换(dual-G tree complex wavelet transform,DT-CWT)和模糊马尔科夫随机场(fuzzy markov random field,FMRF)模型相结合的无监督遥感图像分割算法。首先通过DT-CWT 遥感图像进行多尺度分解,并采用Bayesian阈值法对分解后的高频分量进行去噪,以增强图像的细节和边缘的表达能力并有效保留图像的主要高频信息;然后采用FMRF分割算法分别对重构后各层分量进行分割,以充分考虑像素分割的模糊性和像素邻域间的相关性;最后根据相似度融合规则融合各层分割结果。对比试验结果表明,该方法在有效去除杂点和噪声的同时能够较好地保留图像细节信息,并且边缘分割更加平滑,具有较高的分割精度和很好的鲁棒性。
2019 Vol. 34 (1): 20-27 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 4025KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
28 戴激光|苗志鹏|葛连茂|王晓桐|朱婷婷
结合路径形态学的高分遥感影像道路提取方法
随着光学遥感影像空间分辨率不断提高,车辆、阴影、标识牌等地物以及油返砂对道路提取构成更严重的干扰,路径形态学的道路提取方法虽可以有效地剔除这些干扰,但仍然存在道路粘连和阴影遮挡问题。针对上述两问题,首先采用Otsu方法对影像进行分割得到初始道路,其次应用路径开运算得到改进道路提取结果,然后提出形态学与路径形态学结合方法以削减道路粘连,最后基于改进圆形模板跟踪模型对断裂点进行跟踪,以解决阴影遮挡造成的道路断裂问题。通过多组影像的实验对比分析表明,该方法可以明显改善高分遥感影像道路提取效果。
2019 Vol. 34 (1): 28-35 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2053KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
36 赵展|闫利
WorldView卫星16波段影像光谱特征分类
传统的高分辨率遥感卫星光谱分辨率较低,WorldView卫星在8个可见光G近红外多光谱波段的基础上,新增加的8个短波红外(short wave infrared,SWIR)影像,有助于提高影像提取地物信息能力。分析了WorldView卫星的16波段影像上各种地物的光谱特征和分类性能,提出了新的植被指数、水体指数和建成区指数。实验表明,相比于8波段影像,使用16波段影像分类能够显著提高各类地物特别是裸地、建筑物和道路的分类精度,总体精度提高约5.5%。基于16波段设计的新地物特征指数能更好地避免干扰地物,通过简单阈值提取地物,取得较高的提取精度。
2019 Vol. 34 (1): 36-43 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 4076KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
44 曹地|曹建农|朱倩
一种基于图像几何矩的非降维连续尺度解构模式
针对降维解构分析的多尺度图像处理容易造成高维信息的破碎与损失这一问题,建立了一种基于图像几何矩的非降维连续尺度解构模式,并在此模式下构建了10组非降维解构模型。模型以单通道图像为应用对象,以几何矩为算子,以不同尺度窗口下矩运算产生的特征值为基础对原始信息进行非降维解构。10组解构结果呈现均衡模式和增长模式两种形态。代入多尺度分割算法验证证明,基于图像几何矩的非降维连续解构分析可以提升多尺度分割精度,且增长模式下的解构信息对于图像分割更有利。
2019 Vol. 34 (1): 44-50 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 13468KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
51 王佳|崔柳|张盼盼|高赫
多光谱遥感数据城市边缘区土地利用时空结构演化
针对城市边缘区空间扩散变化规律问题,以北京市北郊地区为研究区,提出了利用多源多光谱遥感数据提取城市土地利用信息,分析土地利用时空结构,进而研究城市扩散规律。采用2004年SPOT-5、2009年ALOS、2014年SPOT-6三期遥感数据,以ArcGIS作为空间数据分析处理工具,利用梯度分析法、等扇形分析法、城市空间形态演化分析重现城市边缘区时空结构的变化过程,对各时期的北京市北郊时空结构进行了分析,得出2004—2014十年间北京市北郊时空结构演化结果。研究表明,十年间北京市北郊地区扩张分布均匀,在2004—2014十年间土地利用结构变化显著,且主要原因是由于建设用地的增加和扩张。该研究为城市边缘区的城市规划、建设、环境保护提供了依据。
2019 Vol. 34 (1): 51-57 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2843KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
58 张焜|马世斌|李根军|李得林|刘世英
基于国产卫星数据的遥感找矿预测———以青海省柴北缘地区为例
针对国产卫星数据进行遥感蚀变矿物信息提取存在较大困难这一问题,以青海省柴北缘地区为例,对基于国产卫星数据的铁染蚀变信息提取及其在找矿预测中的应用进行了研究。在了解青海省柴北缘地区地质背景和主要控矿因素的基础上,开展了国产卫星数据在地质矿产信息提取过程中的应用研究。通过各类地质体的影像特征分析,实现了由宏观解译到微观解释,表明国产卫星数据不仅能够细分岩性-构造层,并具有识别细微的与成矿作用相关的岩性、破碎蚀变带、小的岩体或岩脉的能力。根据国产卫星的多光谱波段设置,利用比值法和主成分分析方法提取了铁质矿物异常信息。在岩性、构造、成控矿要素解译的基础上,结合同步提取的遥感异常进行成矿与控矿信息筛选,并叠加多种地学信息进行成矿预测。经实地验证,发现基于国产卫星数据获取的遥感示矿信息与区内矿化现象十分吻合,表明所圈定的遥感找矿远景区具有重要的找矿应用价值。
2019 Vol. 34 (1): 58-68 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 11979KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
69 陈元鹏|王凤|李英成|刘沛|王恩泉
面向滑坡的旋翼机正视/侧视航摄处理与分析
针对滑坡地形正视航空摄影时单张影像、不同航带影像分辨率不一致的问题,提出一种基于滑坡角度开展正视/侧视航空摄影的数据获取与处理方法,并且在四川滑坡地质灾害点开展了对比分析实验。实验结果表明,利用旋翼无人机对滑坡灾害体进行按滑坡角度侧视航空摄影以及投影到滑坡面进行数据处理,能够有效解决单张影像分辨率不一致以及不同航带影像分辨率不一致的问题,利用该方法处理滑坡地形有利于滑坡体解译与分析。
2019 Vol. 34 (1): 69-77 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 3907KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
78 任晓娟|陈晓键|马泉
宁夏固原市空间扩展的经济绩效演变
城市空间扩展的经济绩效是评估城市扩展状态的重要依据之一。针对当前城市空间发展中重扩展轻绩效的问题,提出了基于经济绩效评价城市空间扩展状态的思路方法。以宁夏固原市为对象,以其典型历史时期的高分辨率遥感影像和统计数据为基础数据源,在空间分析技术的支持下,通过层级解构的方法定量化、可视化地分析了研究区空间经济绩效对城市空间扩展的响应过程。研究结果表明,城市空间经济绩效能够敏感地响应城市空间扩展,并印证了绩效时空效应的存在。具体表现为:新扩展区域的空间经济绩效需要一定时间的培育才能得到发挥,在此之前该区域的绩效水平有可能持续走低,而原城区的历史累积对城市经济绩效的稳定性起到关 键作用,当原城区的历史累积不足以支撑城市空间快速扩展时,城市扩展模式应得到及时调整。即使城市空间经济绩效的整体水平表现出优化的结果,在新扩展区域绩效水平持续降低的现状下,城市管理主体仍需对是否保持城市空间的快速扩展持谨慎态度,并予以持续的关注和监测以防止空间经济绩效的恶性扭转。最后,建议城市发展中建立起空间经济绩效的评估和监测机制,引导城市空间经济绩效向持续健康的方向发展。
2019 Vol. 34 (1): 78-86 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 3525KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
87 沈秋|高伟|李欣|梁益同|周月华
GF-1 WFV 影像的中小流域洪涝淹没水深监测
针对目前水深监测仍主要依赖Landsat、SPOT等国外遥感卫星的问题,提出采用国产高分一号(GF-1)卫星16 m分辨率WFV影像进行洪涝淹没水深监测。通过以中小流域为研究区,采取RS和GIS结合的水深测算方法计算淹没水深:在利用RS影像提取淹没范围的基础上,运用GIS方法由水面高程和地面高程之差计算得出淹没水深的空间分布。结果表明,GF-1卫星作为新兴的国产遥感数据源,凭借空间分辨率高和回访周期短的优势,可帮助摆脱对国外卫星遥感数据的依赖;GF-1卫星WFV 影像提取水体精度较高,能广泛应用于中小流域洪,涝灾害监测;RS和GIS结合的洪涝淹没水深监测算法简单易行,可快速计算在淹没范围已知情况下的水深。相关结果可为洪涝灾害监测与评估提供信息依据。
2019 Vol. 34 (1): 87-92 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 3937KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
93 刘见礼|张志玉|倪文俭|汪垚|张大凤
无人机影像匹配点云单木识别算法
针对单木识别研究中“局部最大值”算法因窗口大小设置不同而产生的单木漏识别与错识别问题,提出了联合“局部最大值”与“单木树冠结构分析”的单木识别算法。算法首先利用“局部最大值”获得候选单木;然后对候选单木树冠结构进行分析,提取树冠结构曲线;最后通过对树冠结构曲线判别,剔除、合并错识别与过识别单木,从而提高单木识别的精度。选取大兴安岭林区8个典型样地进行实验,以实测可见单木为参考,与窗口大小为1.0 m、2.0 m 的两种“局部最大值”算法进行比较。结果表明,该算法8个样地整体F 测度为90.45%,相比1.0 m、2.0 m 窗口的“局部最大值”法F 测度74.82%、77.35%,分别提高,15.63%,13.10%。
2019 Vol. 34 (1): 93-101 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 6126KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
102 崔浩|艾海滨|张力|孙钰珊|赵栋梁
透射率全局估计航空影像去雾算法
针对雾霾天气会导致航空影像的色彩失真、信息损失,对影像的后期处理和判读造成了负面影响,以暗原色先验为理论基础,结合航空影像的成像特点和景物内容特点提出一种针对航空影像的去雾算法。首先,获取航空影像透射率图并对其自动分割;其次,对影像透射率全局估计和局部优化;最后,根据大气物理模型对影像恢复处理。选取了山区、村镇、城市等各种场景近20组航空影像进行试验,从主观和客观两方面对算法效果进行评价,结果表明该算法具有处理效果稳定、鲁棒性强的特点。
2019 Vol. 34 (1): 102-110 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 7289KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
111 王钰|何红艳|谭伟|齐文雯
一种多特征融合的高分辨率遥感图像道路提取算法
利用高分辨率遥感图像提取道路网络对于规划导航等方面具有重要的意义。针对现有道路提取算法的深层次特征挖掘和特征间信息融合存在的不足,提出了一种多特征融合的高分辨率遥感图像道路提取算法。首先,通过图像分割的方式完成对象表达,并提取一种新的空间特征———二阶矩特征对复杂道路形状进行描述;然后利用一种多特征融合方式将光谱特征与空间特征融合,并通过基于机器学习的方法提取初始道路网络;最后利用二阶矩特征实现道路网络的精化。实验结果表明,该算法相比现有算法实验效果更优、鲁棒性更强。
2019 Vol. 34 (1): 111-116 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 9061KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
117 王智灏|刘亚岚|任玉环|李娅
一种简化脉冲耦合神经网络的高分辨率农村公路影像分割方法
针对高分辨率图像中地物信息表现更加精细,增大了噪声对分割农村公路的影响,而一般的分割方法容易产生过分割现象的问题,提出基于简化脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network,PCNN)农村公路分割方法。该方法首先采用最小交叉熵确定其迭代次数,然后用典型的简化PCNN模型对图像进行分割,并在此分割基础上,利用形态学方法,根据斑块面积的大小对农村公路进行最终分割提取。 通过利用0.2 m 高分辨率无人机影像进行试验,并与经典算法区域生长法和Hough变换直线检测方法比较。结果表明,该方法可有效地分割出农村公路,避免了图像过分割的缺点,具有目标边缘光滑、连贯和清晰的特点,用于高分辨率图像中农村公路的分割处理效果优于常规方法。定量评价结果表明,该方法在总体精度、Kappa系数上都有一定的提高。
2019 Vol. 34 (1): 117-122 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2521KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
123 姜萍|赖双双|许婷婷
ZY-3卫星影像雪盖信息提取方法
针对国产资源三号(ZY-3)卫星多光谱影像空间分辨率高但波段范围较窄,在积雪提取方面研究缺乏这一现状,提出一种综合近红外(near infrared,NIR)波段和归一化植被指数(normalized difference vegetable index,NDVI)的决策树雪盖信息提取方法。以各地物光谱特性差异及NDVI特性差异为基础,方法充分利用积雪在NIR波段上反射率远高于其他地物,且其对应NDVI<0这两大特性,借助二次阈值化处理实现对积雪的判别划分。以最大似然监督分类提取结果为参考,对研究区雪盖信息整体提取结果、局部提取结果和提取精度进行统计和对比分析。实验结果表明,该方法具有受建筑物、阴影和裸土影响较小的优点,提取结果准确性、完整性较高。
2019 Vol. 34 (1): 123-128 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 4162KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
129 李现虎|吕京国|江珊
粒子群优化的分块压缩感知影像融合
针对传统像素级影像融合算法中存在的计算量大、融合系数不能自适应等问题,提出一种基于粒子群优化的分块压缩感知影像融合算法。该算法结合了压缩感知及粒子群优化算法的优点,通过对采样后的少数测量值进行融合减少了影像融合过程的计算量,同时通过全局寻优的特点可以确定最优融合系数。首先利用分块压缩感知(block-based compressive sensing,BCS)对待融合影像进行压缩采样,然后以粒子群优化算法确定的最优融合系数矩阵作为融合权值进行影像融合,最后通过正交匹配追踪算法进行影像重构并消除分块效应,得到融合后影像。该算法保证了融合效果的最优化选择,具备一定的自适应性。实验结果表明,基于粒子群优化的分块压 缩感知影像融合取得了比传统影像融合算法更好的效果。
2019 Vol. 34 (1): 129-134 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2713KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
135 林璐|许章华|黄旭影|施婷婷
基于缓冲区分析的土地利用程度空间分布规律———以福州市马尾区为例
土地利用程度的研究多停留于单一环境影响因子,且缺少定量化研究。引入不同土地利用类型与空间概念,探讨土地利用程度的空间分布规律。以福州市马尾为研究区,选取Landsat-8 OLI影像为数据源,利用决策树分类法解译土地利用类型,建立缓冲区并辅以区域统计与空间自相关的方法分析土地利用程度与林地、耕地、水域、未利用地、建设用地的空间分布关系。结果表明:(1)研究区综合指数处于0~400之间,区内土地利用程度大部分处于中等水平,且土地利用程度较高的区域都集中在河流沿岸;(2)研究区内建设用地与林地对土地利用程度综合指数的影响最大;(3)土地利用程度综合指数平均数值分别在林地、水域的200 m处达到最大,应设立缓 冲带避免用地的破坏;(4)耕地的土地利用程度热点区域与林地的冷点区域较为分散;(5)水域周围400~500 m与600~800 m、耕地周围500~600 m、未利用地周围200~800 m处综合指数数值减小速率相对较高且为土地利用程度的“冷点”区域,对此距离应重点监控。该研究可以为科学管理土地提供有效的依据,为城市规划提供理性指导。
2019 Vol. 34 (1): 135-143 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 3730KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
144 董岳|王飞
KCCA与SVM算法支撑下的遥感影像变化检测
针对多时相影像间存在非线性变化以及变化检测阈值难以确定问题,提出结合核典型相关分析和支持向量机的遥感影像变化检测算法。首先,运用核函数对多波段遥感影像非线性映射到高维特征空间进行多变量典型相关分析,去除影像间的相关性,并构造差异影像向量。然后,采用支持向量机方法提取差异影像变化区域与不变化区域。以Landsat-8遥感影像多光谱数据进行实验,结果表明,该方法可以很好提取多光谱影像的变化信息。最后,利用形态学算子对分类结果作处理,消除了“椒盐现象”的干扰,同时提高了变化检测精度。
2019 Vol. 34 (1): 144-148 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 4595KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
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