典型土地覆蓋類(lèi)型遙感尺度分析系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用
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【摘要】:遙感圖像很重要的一個(gè)屬性就是尺度,它的大小直接決定了一副圖像所蘊(yùn)含信息量的多少。目前所擁有的遙感數(shù)據(jù)的尺度與實(shí)際科研生產(chǎn)所需的數(shù)據(jù)的尺度之間有一定差異,例如:星載或機(jī)載成像設(shè)備都只能采集到某一種或幾種分辨率的數(shù)據(jù),不能獲得分辨率連續(xù)變化的數(shù)據(jù)。某種尺度的遙感圖像可能表達(dá)一種地物是合適的,但換成別的地物則未必合適。因此通過(guò)對(duì)典型地物進(jìn)行尺度效應(yīng)研究,獲取適宜于表達(dá)典型地物的最優(yōu)尺度,使遙感圖像應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)、科學(xué)研究中,數(shù)據(jù)得到有效的利用,具有非常重要的意義。本文選取居民地、農(nóng)田、裸地、林地、水體等典型土地覆蓋類(lèi)型為研究對(duì)象,以Pleiades(普萊亞)、Landsat、MODIS等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),對(duì)特征提取、最優(yōu)尺度分析及圖像分類(lèi)的尺度效應(yīng)開(kāi)展了研究。在研究中所用到的方法及得到的結(jié)論如下:(1)從光譜特征和紋理特征兩個(gè)方面著手,對(duì)多尺度土地覆蓋類(lèi)型數(shù)據(jù)進(jìn)行了特征提取。在光譜特征提取方面以圖像的灰度均值、方差等作為基本統(tǒng)計(jì)量。紋理提取方面則用直方圖統(tǒng)計(jì)法、高通濾波法、灰度共生矩陣法三種方法獲取了樣本的紋理圖像,并建立了相應(yīng)的特征數(shù)據(jù)庫(kù)。(2)利用局部方差法、變異函數(shù)法對(duì)所選的幾種典型土地覆蓋類(lèi)型進(jìn)行了最優(yōu)尺度分析,得到了表達(dá)不同地物的最優(yōu)尺度,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)在利用這兩種方法計(jì)算最優(yōu)尺度時(shí),同種地物的最優(yōu)尺度計(jì)算結(jié)果不僅跟所使用的最優(yōu)尺度計(jì)算方法有關(guān),而且尺度擴(kuò)展方法對(duì)結(jié)果也有一定的影響,在使用局部方差法計(jì)算土地覆蓋類(lèi)型的最優(yōu)尺度時(shí),使用基于像元聚合的尺度擴(kuò)展方法獲取的數(shù)據(jù)分析得到的居民地的最優(yōu)尺度比使用最近鄰法進(jìn)行尺度擴(kuò)展獲取的數(shù)據(jù)分析結(jié)果偏大。(3)在遙感圖像分類(lèi)尺度效應(yīng)方面,首先研究了基于紋理特征輔助的圖像分類(lèi),使用灰度共生矩陣的幾個(gè)特征參數(shù)分別提取樣區(qū)的紋理特征,然后把得到的紋理圖像與實(shí)驗(yàn)區(qū)原始圖像進(jìn)行波段組合,發(fā)現(xiàn)有些地物在組合后特征得到了增強(qiáng),再分別對(duì)原樣區(qū)圖像及與紋理進(jìn)行波段組合后的圖像做監(jiān)督分類(lèi),經(jīng)過(guò)比較發(fā)現(xiàn),將原始灰度圖與紋理圖做波段組合可以提升分類(lèi)的準(zhǔn)確度。除此之外,還研究了圖像的分類(lèi)精度隨尺度變化情況,結(jié)果顯示幾種土地覆蓋類(lèi)型的分類(lèi)精度隨尺度先平穩(wěn)變化,在最優(yōu)尺度附近出現(xiàn)了峰值或是在降低的過(guò)程中在最優(yōu)尺度附近有了小段的回升。最后基于.Net Framework、ArcSDE、Oracle等技術(shù)構(gòu)建了相應(yīng)的軟件系統(tǒng),該系統(tǒng)包含遙感圖像光譜特征、紋理特征提取、多尺度特征數(shù)據(jù)管理、地物的最優(yōu)尺度分析、遙感圖像分類(lèi)、以及數(shù)據(jù)庫(kù)的備份與恢復(fù)等功能模塊,為尺度效應(yīng)的研究提供了便利。
【關(guān)鍵詞】:特征提取 尺度 最優(yōu)尺度 尺度效應(yīng) 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:TP751
【目錄】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-11
- 第一章 緒論11-20
- 1.1 研究背景11-12
- 1.2 研究目的和意義12
- 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
- 1.3.1 遙感圖像特征提取國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
- 1.3.2 遙感尺度效應(yīng)分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
- 1.3.3 遙感圖像分類(lèi)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
- 1.4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線17-18
- 1.4.1 研究?jī)?nèi)容17-18
- 1.4.2 技術(shù)路線18
- 1.5 論文結(jié)構(gòu)18-20
- 第二章 土地覆蓋類(lèi)型多尺度特征提取及特征庫(kù)的構(gòu)建20-45
- 2.1 光譜特征及提取方法20-21
- 2.1.1 光譜特征的概念20
- 2.1.2 光譜特征的提取方法20-21
- 2.2 紋理特征及提取方法21-31
- 2.2.1 紋理特征的概念21
- 2.2.2 紋理特征的提取方法21-31
- 2.3 典型土地覆蓋的特征提取31-40
- 2.3.1 光譜特征提取31-33
- 2.3.2 紋理特征提取33-40
- 2.4 典型地物多尺度特征庫(kù)的構(gòu)建40-45
- 2.4.1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)原理40-42
- 2.4.2 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程42
- 2.4.3 光譜及紋理特征統(tǒng)計(jì)量數(shù)據(jù)庫(kù)42-43
- 2.4.4 紋理圖像入庫(kù)43-44
- 2.4.5 數(shù)據(jù)瀏覽44-45
- 第三章 最優(yōu)尺度分析45-52
- 3.1 最優(yōu)尺度45-46
- 3.2 最優(yōu)尺度的計(jì)算方法46-48
- 3.2.1 局部方差法46-47
- 3.2.2 變異函數(shù)法47-48
- 3.3 計(jì)算最優(yōu)尺度48-52
- 3.3.1 局部方差法計(jì)算最優(yōu)尺度49-50
- 3.3.2 變異函數(shù)法計(jì)算最優(yōu)尺度50-52
- 第四章 土地覆蓋分類(lèi)及分類(lèi)的尺度效應(yīng)52-59
- 4.1 基于紋理特征的土地覆蓋分類(lèi)52-57
- 4.2 土地覆蓋分類(lèi)的尺度效應(yīng)57-59
- 第五章 典型土地覆蓋遙感尺度分析系統(tǒng)59-69
- 5.1 系統(tǒng)需求分析59-60
- 5.1.1 系統(tǒng)流程分析59
- 5.1.2 功能需求分析59-60
- 5.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介60
- 5.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系60-62
- 5.4 輸入輸出62-63
- 5.5 光譜及紋理特征提取63-64
- 5.5.1 光譜統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算63
- 5.5.2 紋理特征提取63-64
- 5.6 特征數(shù)據(jù)管理64-66
- 5.7 遙感最優(yōu)尺度分析66-67
- 5.8 遙感圖像分類(lèi)67
- 5.9 數(shù)據(jù)庫(kù)備份與恢復(fù)67-69
- 第六章 結(jié)論和展望69-71
- 6.1 結(jié)論69
- 6.2 展望69-71
- 致謝71-72
- 參考文獻(xiàn)72-76
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果76-77
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,本文編號(hào):738176
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