遥感图像典型地物特征提取的尺度效应研究

论文摘要

尺度是遥感图像最基本的特征,是表征图像所包含信息的详细程度的重要指标,不同尺度的图像所表达同一地物的信息不尽相同。如何有效的利用图像尺度与地物提取之间的关系,计算出适宜表达地物特征的遥感图像尺度,是当今遥感图像尺度研究的重要方向之一,有重要的实用性。本文以韭园沟为实验区,选取分辨率为2.5m的SPOT5的遥感图像作为源数据,在尺度转换的基础上,对多尺度图像地物特征提取和适宜尺度的计算进行了较为深入的研究。以五种典型地物为代表,分别进行特征提取,并计算出能够表达典型地物信息的适宜尺度。具体研究内容和取得的研究成果如下：(1)以尺度转换的效果为依据,对五种经典尺度转换方法得到的图像进行评价,发现三次卷积法转换后得到的图像较好的保持了源图像的光谱性能、清晰度和信息量,能够作为地物特征提取和计算适宜尺度的基础数据。(2)参考同地区TM多波段图像,选取不同尺度图像上典型地物样本,并将各尺度图像上地物样本的光谱特征、形状特征和纹理特征信息加以对比,可以得出典型地物的特征信息随图像空间分辨率的降低而减少,典型地物内部结构信息逐渐简单化,灰阶减少,边界信息逐渐概括化,地物形状复杂度也不断降低。(3)在研究区内选取了梯田、水体、林地、居民地和水浇地等五种地物类型进行适宜尺度研究。利用变异函数法和局部方差法分别计算了适宜表达这五类地物的尺度以及适宜表达整个研究区域的尺度范围。考虑到典型地物的形状特征随着图像空间分辨率的降低而出现钝化的现象,提出利用形状综合指数来计算适宜表达典型地物形状特征的图像尺度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 研究内容和技术路线
• 1.4.1 研究区概况
• 1.4.2 技术路线
• 1.4.3 论文结构
• 第二章 遥感图像尺度转换及效应研究
• 2.1 尺度相关概念
• 2.2 尺度转换的必要性
• 2.3 尺度转换方法
• 2.3.1 基于像元的数理统计尺度转换方法
• 2.3.2 遥感图像融合的方法
• 2.4 尺度转换效应
• 2.4.1 尺度效应
• 2.4.2 尺度效应评价指标
• 2.5 尺度转换实验
• 2.5.1 图像预处理
• 2.5.2 尺度转换
• 2.5.3 尺度转换效应分析
• 第三章 遥感图像典型地物特征提取
• 3.1 遥感图像的特征
• 3.1.1 颜色特征
• 3.1.2 纹理特征
• 3.1.3 形状特征
• 3.1.4 空间关系特征
• 3.2 典型地物的特征提取
• 3.2.1 光谱特征提取方法
• 3.2.2 形状特征提取方法
• 3.2.3 纹理特征提取方法
• 3.3 多尺度遥感图像典型地物特征提取
• 3.3.1 光谱特征提取
• 3.3.2 形状特征提取
• 3.3.3 纹理特征提取
• 第四章 适宜尺度的选择
• 4.1 适宜尺度
• 4.1.1 最优尺度与适宜尺度
• 4.1.2 适宜尺度的影响因素
• 4.2 适宜尺度的计算方法
• 4.2.1 局部方差法
• 4.2.2 变异函数法
• 4.2.3 利用综合形状指标计算典型地物的适宜尺度
• 4.3 计算适宜尺度
• 4.3.1 局部方差法计算适宜尺度
• 4.3.2 变异函数法计算不同地物类型的适宜尺度
• 4.3.3 计算表达典型地物形状的适宜尺度
• 第五章 结论
• 5.1 研究结论
• 5.2 研究特色及创新点
• 5.3 不足与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢