基于遥感影像的海岛边界快速分割算法研究
发布时间：2020-12-27 16:28
我国在“十三五”期间提出了建设海洋强国的战略目标,海岛作为海洋开发和利用的一个重要载体,其边界的快速提取、地物类型的快速识别以及其生态环境的动态监测等课题的研究不仅具有重要的科学价值,更具有重要的战略意义。遥感技术作为一种远距离对地观测技术,可实现海岛的大面积同时观测,以及准实时的动态监测。本文基于大面积覆盖和准实时获取的海岛遥感影像,研究了一种海岛边界的快速提取方法,为海岛的快速普查及制图,海权的争分以及国土面积的测量等提供理论依据。图像分割作为一类图像识别、分析和理解的重要方法,已被广大学者用于传统图像的预处理中。而遥感影像具有大面积观测、准实时和多波段等特性,当传统图像分割算法直接应用于遥感影像识别或分析时,存在计算时间长和分割精度低等问题。因此,本文在分析了现有图像分割算法的基础上,结合遥感影像的特征(大面积覆盖和多波段性),提出了一种基于遥感影像的海岛边界快速分割算法。主要研究内容如下:(1)针对遥感影像的多波段性,提出了海岛边界的粗分割方法研究。在该部分的研究中,提出了一种利用非线性优化的Otsu算法,实现了基于遥感影像的海岛边界粗分割。该算法的主要思想是,利用PCA算法对...
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区域与实验数据
岛边界分割为例，验证本章提出的法的可行性；并与传统的 Otsu、对比。实验数据为 Landsat8 影像（范围为从 116°3′到 116°36′，29°42′2 合成图像，大小为 3500*3500 图 2-1 研究区域与实验数据Fig. 2-1 Research area and experimental data视解译的舟山海岛岸线分布图，地译的舟山海域不同地物的面积统计
上海海洋大学硕士学位论文2.3.2 基于原始遥感影像的粗分割海岛边界提取对比实验本章设计了两个实验，通过对非线性优化 Otsu 分割算法与 Otsu、2D-Otsu、K-means、FCM 四个分割算法对比，从分割精度和时间效率两方面对非线性优化Otsu 分割算法进行了可行性比较。1）基于原始遥感影像，验证非线性优化 Otsu分割算法用于粗分割海岛边界提取的精度优势；2）基于遥感影像降维后数据，验证非线性优化 Otsu 算法用于粗分割海岛边界提取的时间效率优势。实验环境为：Windows10专业版,Intel(R)Core(TM)i5-6500CPU@3.20GHz,RAM4.00GB，MATLAB R2013a。将 Landsat-8 影像的各波段视为传统独立图像，采用非线性优化 Otsu 分割算法和 Otsu，2D-Otsu，K-means，FCM 分割算法对海岛边界提取进行了粗分割计算，地物类别为海水和岛屿；图 2-3 所示为基于遥感影像的各波段，利用不同分割算法实现粗分割的海岛边界提取结果的空间分布图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进的相似度度量的谱聚类图像分割方法[J]. 邹旭华,叶晓东,谭治英,陆凯. 计算机工程与应用. 2017(13)
[2]结合角点信息GVF Snake模型的图像分割方法[J]. 吴军,李丽,喻玲娟. 小型微型计算机系统. 2017(06)
[3]改进Balloon Snake算法提取遥感影像水体边界[J]. 陈能成,刘丹丹,杜文英. 遥感学报. 2017(03)
[4]基于混合特征空间MRF(Markov Random Filed)模型的高分辨率遥感影像水体提取[J]. 李士进,王声特. 南京师大学报(自然科学版). 2017(01)
[5]可再生能源利用对海岛可持续发展的贡献与问题思考[J]. 崔琳,吴姗姗,栾富刚,段云棋. 海洋开发与管理. 2016(S2)
[6]舟山群岛典型植物群落物种组成及多样性[J]. 王国明,叶波. 生态学杂志. 2017(02)
[7]海岛生态系统服务价值评估及其时空变化——以浙江舟山金塘岛为例[J]. 赵江,沈刚,严力蛟,黄璐,金爱民,霍思高. 生态学报. 2016(23)
[8]可变类多光谱遥感图像分割[J]. 王玉,李玉,赵泉华. 遥感学报. 2016(06)
[9]四叉树与多种活动轮廓模型相结合的遥感影像水边线提取方法[J]. 喻金桃,郭海涛,李传广,卢俊,姜春雪. 测绘学报. 2016(09)
[10]基于双区域演化水平集的图像分割方法[J]. 陶强,刘莉. 电子测量技术. 2016(09)
本文编号：2942085
【文章来源】：上海海洋大学上海市
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区域与实验数据
岛边界分割为例，验证本章提出的法的可行性；并与传统的 Otsu、对比。实验数据为 Landsat8 影像（范围为从 116°3′到 116°36′，29°42′2 合成图像，大小为 3500*3500 图 2-1 研究区域与实验数据Fig. 2-1 Research area and experimental data视解译的舟山海岛岸线分布图，地译的舟山海域不同地物的面积统计
上海海洋大学硕士学位论文2.3.2 基于原始遥感影像的粗分割海岛边界提取对比实验本章设计了两个实验，通过对非线性优化 Otsu 分割算法与 Otsu、2D-Otsu、K-means、FCM 四个分割算法对比，从分割精度和时间效率两方面对非线性优化Otsu 分割算法进行了可行性比较。1）基于原始遥感影像，验证非线性优化 Otsu分割算法用于粗分割海岛边界提取的精度优势；2）基于遥感影像降维后数据，验证非线性优化 Otsu 算法用于粗分割海岛边界提取的时间效率优势。实验环境为：Windows10专业版,Intel(R)Core(TM)i5-6500CPU@3.20GHz,RAM4.00GB，MATLAB R2013a。将 Landsat-8 影像的各波段视为传统独立图像，采用非线性优化 Otsu 分割算法和 Otsu，2D-Otsu，K-means，FCM 分割算法对海岛边界提取进行了粗分割计算，地物类别为海水和岛屿；图 2-3 所示为基于遥感影像的各波段，利用不同分割算法实现粗分割的海岛边界提取结果的空间分布图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进的相似度度量的谱聚类图像分割方法[J]. 邹旭华,叶晓东,谭治英,陆凯. 计算机工程与应用. 2017(13)
[2]结合角点信息GVF Snake模型的图像分割方法[J]. 吴军,李丽,喻玲娟. 小型微型计算机系统. 2017(06)
[3]改进Balloon Snake算法提取遥感影像水体边界[J]. 陈能成,刘丹丹,杜文英. 遥感学报. 2017(03)
[4]基于混合特征空间MRF(Markov Random Filed)模型的高分辨率遥感影像水体提取[J]. 李士进,王声特. 南京师大学报(自然科学版). 2017(01)
[5]可再生能源利用对海岛可持续发展的贡献与问题思考[J]. 崔琳,吴姗姗,栾富刚,段云棋. 海洋开发与管理. 2016(S2)
[6]舟山群岛典型植物群落物种组成及多样性[J]. 王国明,叶波. 生态学杂志. 2017(02)
[7]海岛生态系统服务价值评估及其时空变化——以浙江舟山金塘岛为例[J]. 赵江,沈刚,严力蛟,黄璐,金爱民,霍思高. 生态学报. 2016(23)
[8]可变类多光谱遥感图像分割[J]. 王玉,李玉,赵泉华. 遥感学报. 2016(06)
[9]四叉树与多种活动轮廓模型相结合的遥感影像水边线提取方法[J]. 喻金桃,郭海涛,李传广,卢俊,姜春雪. 测绘学报. 2016(09)
[10]基于双区域演化水平集的图像分割方法[J]. 陶强,刘莉. 电子测量技术. 2016(09)
本文编号：2942085
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