基于對(duì)象分割的衛(wèi)星圖像中物體變化檢測(cè)與識(shí)別算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-24 23:07
遙感變化檢測(cè)技術(shù)是以多源遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),以知識(shí)庫(kù)為輔助對(duì)不同時(shí)段的目標(biāo)、現(xiàn)象、過(guò)程狀態(tài)的變化進(jìn)行探測(cè)、識(shí)別及分析的計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù),包括多源數(shù)據(jù)的獲取、原始數(shù)據(jù)預(yù)處理、變化信息提取及變化性質(zhì)確定、變化信息后處理及檢測(cè)精度評(píng)價(jià)等內(nèi)容,其主要目的是通過(guò)判斷目標(biāo)是否發(fā)生變化,確定發(fā)生變化的區(qū)域,鑒定變化的類別,評(píng)價(jià)變化的時(shí)間和空間分布模式。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)以及深度學(xué)習(xí)的發(fā)展,以大數(shù)據(jù)為核心的深度學(xué)習(xí)算法已經(jīng)從傳統(tǒng)的自然圖像處理,并逐漸擴(kuò)展到遙感圖像處理。本文結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)及深度學(xué)習(xí)算法,對(duì)基于對(duì)象分割的衛(wèi)星圖像中物體變化檢測(cè)和識(shí)別的算法開(kāi)展深入研究,選題具有重要的意義和實(shí)用價(jià)值。本文將機(jī)器學(xué)習(xí)算法和深度學(xué)習(xí)算法相結(jié)合,以建筑物為研究對(duì)象,對(duì)衛(wèi)星影像的建筑物變化檢測(cè)和識(shí)別開(kāi)展一系列研究,論文主要的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾點(diǎn):(1)對(duì)現(xiàn)有的遙感圖像數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析,得到現(xiàn)有的數(shù)據(jù)集有物體變化檢測(cè)和識(shí)別。針對(duì)遙感圖像變化檢測(cè)包含前后時(shí)相影像的特征,以前時(shí)相為參考,對(duì)后時(shí)相影像進(jìn)行圖像規(guī)定化。針對(duì)不同樣本庫(kù)分布不均衡、類間距離過(guò)近等問(wèn)題,提出樣本庫(kù)均衡模塊;為了解決樣本量不足的問(wèn)題,提出針對(duì)衛(wèi)星圖像的數(shù)...
【文章來(lái)源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 目標(biāo)對(duì)象提取研究現(xiàn)狀
1.2.2 變化檢測(cè)研究現(xiàn)狀
1.3 研究?jī)?nèi)容和論文組織架構(gòu)
1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
1.3.2 論文組織結(jié)構(gòu)
2 數(shù)據(jù)集介紹及數(shù)據(jù)處理
2.1 數(shù)據(jù)集介紹
2.1.1 Stone-Gate數(shù)據(jù)集
2.1.2 撒丁島數(shù)據(jù)集
2.1.3 INRIA Aerial Image數(shù)據(jù)集
2.1.4 QuickBird衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)
2.1.5 IKONOS數(shù)據(jù)集
2.2 數(shù)據(jù)處理
2.2.1 影像拉伸
2.2.2 數(shù)據(jù)均衡
2.2.3 數(shù)據(jù)增強(qiáng)
2.3 本章小結(jié)
3 基于無(wú)監(jiān)督特征提取算法的變化區(qū)域檢測(cè)
3.1 圖像配準(zhǔn)
3.2 SDAE算法
3.3 模糊C均值
3.4 實(shí)驗(yàn)分析
3.4.1 實(shí)驗(yàn)步驟
3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.5 對(duì)比實(shí)驗(yàn)與分析
3.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
3.5.2 對(duì)比算法簡(jiǎn)介
3.5.3 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
3.5.4 Stone-Gate數(shù)據(jù)集結(jié)果與分析
3.5.5 撒丁島數(shù)據(jù)集結(jié)果與分析
3.6 本章小結(jié)
4 目標(biāo)建筑物識(shí)別
4.1 基于特征的建筑物識(shí)別算法
4.2 基于深度學(xué)習(xí)的建筑物識(shí)別
4.2.1 U-net模型
4.2.2 模型優(yōu)化——W-net模型
4.2.3 損失函數(shù)
4.2.4 后處理邊緣精細(xì)化
4.3 實(shí)驗(yàn)分析
4.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟
4.3.2 對(duì)比算法
4.3.3 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
4.3.4 INRIA Aerial Image數(shù)據(jù)集結(jié)果與分析
4.4 本章小結(jié)
5 基于對(duì)象的建筑物變化檢測(cè)算法
5.1 對(duì)象級(jí)差分變化檢測(cè)算法簡(jiǎn)介
5.2 基于SDAE+FCM+W-net的建筑物變化檢測(cè)算法
5.3 實(shí)驗(yàn)分析
5.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟
5.3.2 對(duì)比算法
5.3.3 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
5.3.4 QuickBird數(shù)據(jù)集結(jié)果與分析
5.3.5 IKONOS數(shù)據(jù)集結(jié)果與分析
5.3.6 常用方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種融合MBI的多特征建筑物變化檢測(cè)方法[J]. 俞曉飛. 測(cè)繪與空間地理信息. 2018(11)
[2]基于改進(jìn)Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法的遙感影像匹配研究[J]. 鄶洪杰. 電視技術(shù). 2018(05)
[3]DInSAR形變異常的建筑物違章檢測(cè)方法[J]. 張栩婕,胡慶武. 測(cè)繪科學(xué). 2019(04)
[4]多特征多尺度相結(jié)合的高分辨率遙感影像建筑物提取[J]. 林雨準(zhǔn),張保明,徐俊峰,侯凱,周迅. 測(cè)繪通報(bào). 2017(12)
[5]城郊高分影像中利用陰影的建筑物自動(dòng)提取[J]. 高賢君,鄭學(xué)冬,沈大江,楊元維,張佳華. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2017(10)
[6]Landsat時(shí)序變化檢測(cè)綜述[J]. 湯冬梅,樊輝,張瑤. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(08)
[7]利用格式塔的高分辨率遙感影像建筑物提取[J]. 李青,李玉,王玉,趙泉華. 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2017(08)
[8]面向?qū)ο蟮男螒B(tài)學(xué)建筑物指數(shù)及其高分辨率遙感影像建筑物提取應(yīng)用[J]. 林祥國(guó),張繼賢. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2017(06)
[9]基于偏移陰影分析的高分辨率可見(jiàn)光影像建筑物自動(dòng)提取[J]. 高賢君,鄭學(xué)東,劉子瀟,楊元維. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[10]基于GF-1衛(wèi)星遙感影像的海岸線生態(tài)化監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)研究——以營(yíng)口市為例[J]. 索安寧,曹可,初佳蘭,于永海,王權(quán)明,關(guān)道明. 海洋學(xué)報(bào). 2017(01)
博士論文
[1]基于流形學(xué)習(xí)算法的高光譜圖像分類和異常檢測(cè)[D]. 馬麗.華中科技大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于高分辨率遙感影像的城區(qū)建筑物提取方法研究[D]. 鄭璐.吉林大學(xué) 2017
[2]基于超像素區(qū)域融合的遙感圖像地物分類算法研究[D]. 于海濤.東北大學(xué) 2014
[3]時(shí)間序列異常檢測(cè)的研究[D]. 曹忠虔.電子科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3158231
【文章來(lái)源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 目標(biāo)對(duì)象提取研究現(xiàn)狀
1.2.2 變化檢測(cè)研究現(xiàn)狀
1.3 研究?jī)?nèi)容和論文組織架構(gòu)
1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
1.3.2 論文組織結(jié)構(gòu)
2 數(shù)據(jù)集介紹及數(shù)據(jù)處理
2.1 數(shù)據(jù)集介紹
2.1.1 Stone-Gate數(shù)據(jù)集
2.1.2 撒丁島數(shù)據(jù)集
2.1.3 INRIA Aerial Image數(shù)據(jù)集
2.1.4 QuickBird衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)
2.1.5 IKONOS數(shù)據(jù)集
2.2 數(shù)據(jù)處理
2.2.1 影像拉伸
2.2.2 數(shù)據(jù)均衡
2.2.3 數(shù)據(jù)增強(qiáng)
2.3 本章小結(jié)
3 基于無(wú)監(jiān)督特征提取算法的變化區(qū)域檢測(cè)
3.1 圖像配準(zhǔn)
3.2 SDAE算法
3.3 模糊C均值
3.4 實(shí)驗(yàn)分析
3.4.1 實(shí)驗(yàn)步驟
3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.5 對(duì)比實(shí)驗(yàn)與分析
3.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
3.5.2 對(duì)比算法簡(jiǎn)介
3.5.3 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
3.5.4 Stone-Gate數(shù)據(jù)集結(jié)果與分析
3.5.5 撒丁島數(shù)據(jù)集結(jié)果與分析
3.6 本章小結(jié)
4 目標(biāo)建筑物識(shí)別
4.1 基于特征的建筑物識(shí)別算法
4.2 基于深度學(xué)習(xí)的建筑物識(shí)別
4.2.1 U-net模型
4.2.2 模型優(yōu)化——W-net模型
4.2.3 損失函數(shù)
4.2.4 后處理邊緣精細(xì)化
4.3 實(shí)驗(yàn)分析
4.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟
4.3.2 對(duì)比算法
4.3.3 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
4.3.4 INRIA Aerial Image數(shù)據(jù)集結(jié)果與分析
4.4 本章小結(jié)
5 基于對(duì)象的建筑物變化檢測(cè)算法
5.1 對(duì)象級(jí)差分變化檢測(cè)算法簡(jiǎn)介
5.2 基于SDAE+FCM+W-net的建筑物變化檢測(cè)算法
5.3 實(shí)驗(yàn)分析
5.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟
5.3.2 對(duì)比算法
5.3.3 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)
5.3.4 QuickBird數(shù)據(jù)集結(jié)果與分析
5.3.5 IKONOS數(shù)據(jù)集結(jié)果與分析
5.3.6 常用方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種融合MBI的多特征建筑物變化檢測(cè)方法[J]. 俞曉飛. 測(cè)繪與空間地理信息. 2018(11)
[2]基于改進(jìn)Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法的遙感影像匹配研究[J]. 鄶洪杰. 電視技術(shù). 2018(05)
[3]DInSAR形變異常的建筑物違章檢測(cè)方法[J]. 張栩婕,胡慶武. 測(cè)繪科學(xué). 2019(04)
[4]多特征多尺度相結(jié)合的高分辨率遙感影像建筑物提取[J]. 林雨準(zhǔn),張保明,徐俊峰,侯凱,周迅. 測(cè)繪通報(bào). 2017(12)
[5]城郊高分影像中利用陰影的建筑物自動(dòng)提取[J]. 高賢君,鄭學(xué)冬,沈大江,楊元維,張佳華. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2017(10)
[6]Landsat時(shí)序變化檢測(cè)綜述[J]. 湯冬梅,樊輝,張瑤. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(08)
[7]利用格式塔的高分辨率遙感影像建筑物提取[J]. 李青,李玉,王玉,趙泉華. 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2017(08)
[8]面向?qū)ο蟮男螒B(tài)學(xué)建筑物指數(shù)及其高分辨率遙感影像建筑物提取應(yīng)用[J]. 林祥國(guó),張繼賢. 測(cè)繪學(xué)報(bào). 2017(06)
[9]基于偏移陰影分析的高分辨率可見(jiàn)光影像建筑物自動(dòng)提取[J]. 高賢君,鄭學(xué)東,劉子瀟,楊元維. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[10]基于GF-1衛(wèi)星遙感影像的海岸線生態(tài)化監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)研究——以營(yíng)口市為例[J]. 索安寧,曹可,初佳蘭,于永海,王權(quán)明,關(guān)道明. 海洋學(xué)報(bào). 2017(01)
博士論文
[1]基于流形學(xué)習(xí)算法的高光譜圖像分類和異常檢測(cè)[D]. 馬麗.華中科技大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于高分辨率遙感影像的城區(qū)建筑物提取方法研究[D]. 鄭璐.吉林大學(xué) 2017
[2]基于超像素區(qū)域融合的遙感圖像地物分類算法研究[D]. 于海濤.東北大學(xué) 2014
[3]時(shí)間序列異常檢測(cè)的研究[D]. 曹忠虔.電子科技大學(xué) 2012
本文編號(hào):3158231
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