基于高分辨率遙感影像的水體信息提取方法研究
本文關(guān)鍵詞:基于高分辨率遙感影像的水體信息提取方法研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:水資源是人類生產(chǎn)生活中的寶貴資源,對環(huán)境保護、災(zāi)害監(jiān)測、地質(zhì)勘探等具有重要的意義。本文對水體信息提取方法進行了研究。首先通過遙感影像分割獲取了圖像分析的最小單元-影像對象;然后對影像對象進行特征提取,以便構(gòu)建出分類識別需要的特征向量;最后利用機器學(xué)習(xí)的方法將水體信息從遙感影像中提取出來。本文在具體的提取方法上進行了優(yōu)化,主要的研究結(jié)果如下:(1)在遙感影像分割部分,采用基于均值漂移(mean_shift)結(jié)合異質(zhì)性最小化合并規(guī)則(Heterogeneity Minimization Principle,HMP)對遙感影像進行了分割。該方法的影像分割是基于多種特征,分割區(qū)域的中心點自主確定,具有較好的分割精度和自適應(yīng)性。該方法在mean_shift分割的基礎(chǔ)上又進行了基于異質(zhì)性最小化規(guī)則的區(qū)域合并,與傳統(tǒng)圖像分割方法相比,取得了更好的分割效果,更適合于遙感影像的分割。(2)在遙感影像特征提取部分,進行了光譜、幾何、紋理等多特征的提取,其中,對幾何信息的提取采用了最小外接矩形(MBR)的方法,對紋理特征的提取采用了基于灰度共生矩陣(GLCM)的方法。這種基于多特征的水體信息提取方法避免了單一利用光譜特征方法經(jīng)常出現(xiàn)的“同物異譜,同譜異物”現(xiàn)象。(3)本文利用支持向量機(SVM)對水體信息進行識別,在構(gòu)建支持向量機分類器的時候,利用了粒子群優(yōu)化算法(PSO)對SVM的懲罰系數(shù)與核函數(shù)參數(shù)進行尋優(yōu),并通過典型的測試函數(shù)對PSO算法的性能進行了實驗仿真。最后將本文采用的方法與經(jīng)典的基于像元的方法、最大似然的分類方法以及未結(jié)合紋理特征的方法進行了對比,結(jié)果表明:本文采用的方法具有更高的提取精度,更適合于遙感影像數(shù)據(jù)的處理。
【關(guān)鍵詞】:面向?qū)ο?/strong> 高分辨率遙感影像 均值漂移 異質(zhì)性最小化 灰度共生矩陣 支持向量機 粒子群優(yōu)化算法 水體信息提取
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TP751
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第1章 緒論8-14
- 1.1 研究的背景和意義8
- 1.2 研究現(xiàn)狀8-12
- 1.2.1 遙感影像水體信息提取方法研究現(xiàn)狀8-10
- 1.2.2 圖像分割方法的研究現(xiàn)狀10-11
- 1.2.3 學(xué)習(xí)分類方法的研究現(xiàn)狀11-12
- 1.3 本文主要研究內(nèi)容12-14
- 第2章 遙感影像數(shù)據(jù)預(yù)處理14-21
- 2.1 遙感影像數(shù)據(jù)基礎(chǔ)14-15
- 2.2 遙感影像預(yù)處理15-20
- 2.2.1 幾何校正15-19
- 2.2.2 影像融合19-20
- 2.3 本章小結(jié)20-21
- 第3章 基于MEAN_SHIFT與HMP合并規(guī)則的遙感影像分割21-38
- 3.1 圖像分割理論分析21-24
- 3.2 基于MEAN_SHIFT算法的遙感影像分割24-29
- 3.2.1 MEAN_SHIFT原理分析25-28
- 3.2.2 核函數(shù)分析28
- 3.2.3 權(quán)重系數(shù)分析28-29
- 3.3 基于異質(zhì)性最小化的合并規(guī)則29-30
- 3.4 遙感影像分割實驗30-37
- 3.4.1 基于MEAN_SHIFT的影像分割實驗31-32
- 3.4.2 基于異質(zhì)性最小化合并規(guī)則(HMP)的區(qū)域合并實驗32-35
- 3.4.3 對比實驗35-37
- 3.5 本章小結(jié)37-38
- 第4章 遙感影像特征提取38-49
- 4.1 光譜特征提取方法分析38-39
- 4.2 幾何特征提取方法分析39-41
- 4.3 紋理特征提取方法分析41-44
- 4.4 基于GLCM的紋理特征提取44-47
- 4.5 基于GLCM的紋理特征提取實驗47-48
- 4.6 本章小結(jié)48-49
- 第5章 基于PSO-SVM的高分辨率遙感影像水體信息提取49-67
- 5.1 機器學(xué)習(xí)基本問題分析49-50
- 5.2 支持向量機模型50-53
- 5.3 SVM參數(shù)優(yōu)化原理53-56
- 5.3.1 SVM分類器懲罰系數(shù)與核函數(shù)分析53-54
- 5.3.2 SVM分類器參數(shù)優(yōu)化方法54-56
- 5.4 基于粒子群優(yōu)化算法的SVM參數(shù)優(yōu)化56-59
- 5.4.1 粒子群優(yōu)化算法理論分析56-57
- 5.4.2 粒子群優(yōu)化算法的收斂性分析57-59
- 5.5 基于PSO算法的SVM參數(shù)優(yōu)化實驗59-62
- 5.6 基于PSO-SVM方法的遙感影像水體信息提取實驗62-66
- 5.7 本章小結(jié)66-67
- 第6章 總結(jié)與展望67-68
- 6.1 論文總結(jié)67
- 6.2 問題與展望67-68
- 參考文獻68-74
- 作者簡介74-75
- 致謝75
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