海岸带遥感微尺度信息及其组合挖掘提取和方法应用研究

基于海岸带高分辨率信息需求理论支持下的信息挖掘技术,面对我国海岸带可持续发展的需求,以中高分辨率遥感影像为数据源,以滩涂、水边线、海堤、养殖场等海岸带地物为专题信息挖掘提取实例,建立了"像元→基元→目标"的识别方法体系,针对面向对象的信息提取分析方法进行研究。即首先通过采用光谱和形状相结合的分割算法来获取内部特征相对均一的一系列基元对象,再通过对基元对象的典型特征进行分析和判别来实现目标提取。结果表明,该方法是可行的,它提高了遥感影像信息的识别精度,为动态性很强的海岸带地物信息挖掘提取提供了研究思路,在海岸带监测、管理、开发和利用,编制现实性很强的海岸带专题图等应用领域展现了该研究示例的科学性和实际意义。     

Quantizing and analyzing the feature information of coastal zone based on high-resolution remote sensing image

1Introduction With the development and application of remotesensing technology, people fromthe international re-mote sensing community have realized the issue thatwe have immoderately emphasized characteristics ofvast volume data and great detail of remot…     

中国海岸带高分辨率遥感系统技术基础研究

基于海岸带作为经济高度发展的地带,特别是我国常规海岸带调查已不能满足海岸带经济发展和现代化管理的基本要求,着重从大量高分辨率遥感数据的组织和管理、快速准确的空间定位系统、特征级的影像融合以及海岸带特征提取等算法,共同构成海岸带高分辨率遥感数据处理及分析方法作为系统的技术基础,并通过与此相匹配的海岸带遥感分类系统及其综合制图等方法研究,支撑起海岸带遥感资源调查先进的技术构架,为实现我国海岸带现代化管理奠定理论和技术基础.     

基于结构特征的遥感影像海岸码头分割方法

在分析水边线对码头提取的作用和海岸码头的结构特征的基础上,提出了一种基于结构特征的遥感影像海岸码头分割方法。该方法在遥感影像水边线提取的基础上,利用道格拉斯-普克算法通过压缩得到关键节点,接着在节点中选取满足要求的凹点,然后依据海岸结构特征通过对凹点的筛选分割出海岸规则突出物,最后通过对规则突出物的分析验证得到海岸码头。实验结果表明,该方法能够从水边线中将码头区域分割出来,并且受停靠船舶等噪声影响较小,为下一步海岸码头的精确提取奠定了坚实基础。     

SPOT、QuickBird卫星遥感数据提取东沙岛植被信息的比较

基于植被的光谱特征,利用监督分类、植被指数(NDV I)和目视解译等方法,分别用SPOT-5、Q u ickB ird高分辨率卫星遥感影像对东沙岛植被信息进行提取,并作了比对分析。研究结果表明:利用高分辨率遥感图像对东沙岛等小型岛屿的植被信息提取是可行的;SPOT-5多光谱数据具备了提取小型海岛植被信息、掌握其植被覆盖状况的能力;与SPOT-5多光谱数据相比,Q u ickB ird多光谱数据在植被精细分类信息的提取方面更具优势。     

基于ONDPI的海岸养殖池塘遥感影像提取研究

以Sentinel-2、Landsat-8卫星影像为数据源,以海岸养殖池塘为研究对象,针对养殖池塘的特点,提出了基于归一化差异池塘指数(NDPI)的面向对象结合法(ONDPI)。并以天津市某一海岸养殖区为例,与传统的水体指数结合直方图阈值分割法进行对比实验。实验表明ONDPI能够对遥感影像中的海岸养殖池塘进行有效提取,提取精度达到95%以上,优于其他方法,能够为海岸池塘养殖的规划管理提供参考数据。     

基于无人机MiniSAR和正射影像的海岸带开发利用信息提取对比研究

近年来,海洋在沿海国家的战略地位空前提升,海洋遥感技术也被广泛应用。海洋遥感利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理,从卫星平台观测和研究海洋海岸带的各种现象,从而获取海岸带信息,分析海岸带变化。文章基于GIS和遥感技术,利用无人机搭载微型合成孔径雷达(MiniSAR)获取高分辨率SAR影像并与无人机光学正射影像进行对比研究,获取了海岸带开发利用信息分布状况,分析了两种手段获取结果的差异性原因,为深入开展无人机遥感监测在海洋管理中的应用奠定了基础。利用无人机机动灵活的特点,宏观、快速、高效地获取海岸带信息,并实时监测海岸带动态变化,将为海洋综合管理、海洋经济发展、海洋环境保护提供基础数据和技术支撑。     

基于视觉显著性的高分辨率遥感影像舰船检测

通过研究、分析现有基于遥感影像的舰船检测算法,提出了基于Itti视觉显著度模型改进的高分辨率遥感影像海面舰船检测方法,该方法利用海面舰船相对于海面背景信息视觉关注高的特点,参考视觉显著度模型计算原理,对高分辨率遥感影像中的颜色、亮度、方向、纹理等特征进行有效提取,然后利用归一化方法将不同特征融合,形成有利于舰船目标提取得视觉显著度图,最后对生成的视觉显著度图进行阈值分割和精细化处理获得最终的舰船检测结果。与传统舰船检测算法相比,本文算法能够有效检测复杂海面背景下的舰船目标,减少了单一特征变化对检测精度的影响,提高了检测准确率,具有较好的抗噪性和较强的鲁棒性。     

滩涂水边线Landsat-5影像提取方法

快速获取遥感影像水边线时空变化信息具有重要意义,滩涂水边线提取一直是遥感技术应用的难点问题。水边线在遥感影像上具有独特的空间关系与光谱特征。本文综合使用颜色模型变换法、信息熵计算法、最大类间方差法及边缘检测方法。以长江口崇明东滩为研究区,研究了Landsat-5卫星影像海陆对比度增强及不同尺度下的边缘提取,重点给出了基于热红外波段的水边线空间特征与光谱特征的计算方法,在面向对象技术框架下提出了一种顾及空间关系和光谱特征的遥感影像水边线快速提取方法。实验结果表明:(1)基于最大类间方差法的局部阈值分割法能够自动提取band 6的水边线,水边线连续、完整,空间信息丰富;(2)综合使用最佳指数法、离散度方法及颜色模型变换方法,能够有效增强海陆对比度,基于最大类间方差法的局部自适应Canny算子能够自动检测出增强后遥感影像高精度边缘;(3)利用水边线的空间关系和光谱特征,能够由计算机自动实现水边线的识别与连接工作;(4)本文提出的水边线提取方法速度快、自动化程度高,分别继承了阈值分割法的连续性强的优点和Canny算子定位精度高、细节呈现能力强的优势。研究结果对于海岸带动态变化、陆海相互作用机制、海岸带资源保护与开发及近海工程管理等研究具有重要的参考价值。     

高分影像砂质海岸线精细提取及校正方法

通过遥感影像稳定获取大范围、连续性海岸线数据,是开展海岸带研究的重要手段之一.针对传统边缘检测算法处理高分辨率遥感影像存在的噪声敏感性、阈值不稳定性等问题,引入一种强鲁棒性的结构森林边缘检测(Strected?Forests?Edge?Detection,?SE)算法,对海口市西海岸砂质岸线进行识别,并提出基于Bruu...     

一种基于分割图斑的海岸带遥感图像分类方法

传统的基于象元的分类方法在处理海岸带这类动态多变、混杂度大的地物时常出现“椒盐现象”,难以矢量化形成专题图。提出了一种新的遥感图像分类方法——基于分割图斑的分类法,即选择一个合适的尺度,利用光谱信息按照一定的策略将图像分割为一系列的图斑,并确保图斑内大多数象元的光谱特征相近,分别对图斑内诸象元进行统计,求出各个波段的均值,用该均值替换图斑内所有象元的原始亮度值,这样分类时可以确保同一图斑内的所有象元被分到同一个类别中,从而有效地避免了“椒盐现象”,使分类结果便于矢量化成图,也便于对特定地物的提取。实验结果表明,该方法还能在一定程度上提高分类精度。     

基于水边线的遥感影像防波堤提取方法

通过对遥感影像上防波堤的空间关系特征和其他特征的分析,设计了一种基于水边线的遥感影像防波堤提取方法。该方法首先对海岸带影像进行水边线提取;然后,将提取的水边线作为海陆分界线,进行海陆分割,得到海陆二值图;最后根据遥感影像上防波堤的空间关系特征和其他特征将防波堤从水边线中分割出来,并剔除伪防波堤的干扰。实验结果表明,该方法能够实现防波堤的自动准确提取,并且提取速度快、稳定性好。     

基于集成学习的海岸带变化检测方法研究

随着我国自主研发卫星组网的不断完善,利用遥感变化检测技术进行海岸带变化检测成为海岸带监测的重要手段。针对沿海地区的变化信息提取,文章首先利用多特征构建差异影像,在此基础上采用两种集成学习方式:随机森林（Random Forest）和极端梯度提升（XGBoost）,进行试验区的变化检测,并与传统的机器学习SVM、经典的变化检测方法CVA和IR-MAD进行对比,结果表明集成学习进行变化信息提取效率远超其余方式,且XGBoost在变化信息提取精度方面具有一定优势。研究成果对海岸带及海域使用开展自动化变化监测和海岸带监督管理具有重要意义。     

多光谱与纹理特征结合的WorldView-2影像海岸线提取方法研究——以马来西亚棉花岛为例

海岸线是海岛海岸带研究的基础要素,对于海岸带资源开发利用具有重要意义。遥感技术凭借其宏观、多光谱且周期短等特点成为快速提取海岸线的重要技术手段。本文采用高分辨率遥感数据WorldView-2对海岸线两侧地物的表观反射率进行分析,并开展特征分析,构建了海岸线提取指数。在此基础上,进一步结合纹理特征提取方法,成功提取了马来西亚棉花岛的海岸线。基于线目标匹配法对提取结果进行精度评价,其中长度误差为-1.38%,在缓冲半径为6个像素单位时,完整度为96.96%,正确度为95.37%。结果表明,用该方法提取的海岸线精度较高,可满足遥感调查的需要。     

基于改进标记分水岭的高分辨率遥感影像海岸水边线提取方法

利用遥感技术快速提取海岸线是一种重要的技术手段,针对传统分水岭算法在高分辨率多光谱卫星数据处理中存在的过分割和抗干扰能力差的问题,本文提出了一种基于扩展极值变换标记分水岭的算法.首先通过形态学重建、扩展极值变换等方法建立前景和背景标记,初步抑制灰度极小值和极大值区域,然后依据这两类标记对梯度图像进行修正,进而进行分水岭...     

基于MRF场的侧扫声呐图像分割方法

为了利用侧扫声呐进行水下目标自动探测和识别,首先必须将声呐图像分为目标高亮区、海底混响区和目标阴影区.由于声呐图像有强背景噪声,传统的图像分割方法显得无能为力,故采用基于MRF场的图像分割方法来准确地分割.根据侧扫声呐目标的成像特点,建立了分割的约束条件;利用阴影与目标的灰度均值比很小这一特点进行初始分割,然后根据分割后目标与阴影的宽度差来剔除虚假目标,由初始分割的结果求得MRF模型初始参数,再采用迭代条件估计得到最终的模型参数和准确的分割结果.由于考虑了相邻像素间的依赖关系,具有抗噪性强、分割效果好的优点,从理论上说是合理的.实测数据分析也证明了这种算法的优越性.     

Technical foundation research on high resolution remote sensing system of China’s coastal zone

1IntroductionCoastalzoneisthemostdynamicpartoftheearthsystem,andalsotheveryvulnerablere-gionofecosystembalance.Forthisreason,theChinesegovernmentattachesgreatimportancetotheproblemssuchaseco-environment,itsex-ploitationandutilization,aswellassustainabledevelopment.Asweknown,thelengthofcoast-lineofChinais18000kmintotal,andthenum-berofislandslargerthan500km2 isabout6500.Sincethemid-1980s,greateffortshavebeenmadebyChinatocarryoutregularnationwideinvestigationsofthetidal-flatresourcesofcoastalzo…     

Technical foundation research on high resolution remote sensing system of China''s coastal zone

China‘s coastal zone is a region with a highly developed economy that contrasts clearly with the slow paced regular investigation on its natural environment, which cannot keep pace with the requirement of economic development and modem management.Laying a theoretical foundation for the modem management of China‘s costal zone is aimed at.This research focuses on the following processing and analyzing technologies for coastal zone high-resolution remote sensing data: organization and management of large amounts of high-resolution remote sensing data, quick and precise spatial positioning system,algorithms for image fusion in feature level and coastal zone feature extraction. They will form a technical foundation of the system. And, if combined with other research results such as coastal zone remote sensing classification system and its mapping subsystem, an advanced technical frame for remote sensing investigation of coastal zone resource will be constructed.     

基于纹理特征的围填海SAR图像分水岭分割方法

本文提出了一种基于纹理特征的围填海SAR图像分水岭分割方法,首先对机载MiniSAR图像进行灰度共生矩阵纹理滤波,获得纹理特征图像,再对纹理特征图像进行分水岭算法分割,将获得的形态学重建图像进行门限阈值分割,得到最后的二值化分割结果。该方法一方面通过调整灰度共生矩阵纹理滤波的窗口大小,抑制了斑点噪声的影响;另一方面,利用分水岭算法对边缘模糊杂乱图像的优势,提高了围填海信息提取的准确性。实验结果表明,本方法对高分辨率SAR图像围填海监测图像的分割效果良好。     

基于高斯混合模型的海冰图像非监督聚类分割研究

为了利用海冰图像识别技术获取海冰冰况信息, 探索了利用高斯混合模型进行海冰图像分割的技术途径, 描述了具体算法, 并利用高斯混合模型的最大期望值（EM）算法以及最小描述长度（MDL）准则对渤海海冰图像进行目标提取。研究结果表明, 该方法可以很好地实现海冰信息的有效提取和海冰图像的有效分割, 从而证明了建立在图像分割技术...