基于内容的遥感图像变化信息检索概念模型设计

发布时间：2021-07-26 20:54

　　在海量遥感数据背景下,传统的基于关键字/元数据数据服务模式,无法满足不同应用领域用户对多样化遥感变化信息数据的获取需求。将基于内容的图像检索技术应用到遥感图像变化信息数据获取中,提出了一种全新的基于内容的遥感图像变化信息检索概念模型。通过深入分析当前基于内容的图像检索的先进理论方法,构建基于内容的遥感图像变化信息检索模型框架,并对变化信息数据管理模型构建、多维特征提取和智能反馈模型创建等关键问题进行研究和算法实现,以中低分辨率遥感图像变化信息数据获取为例来进行模型验证与分析,建立原型系统。该方法作为一种新的遥感图像变化信息获取与服务方式,能有效利用遥感图像中底层特征,更准确地刻画了不同用户的遥感图像变化信息检索需求。同时,对影像的预处理要求较低,不受变化检测产品生产种类限制,具有较好普适性和自动化性,提高了遥感信息服务水平和效率。 

【文章来源】：遥感技术与应用. 2020,35(03)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

基于内容的遥感图像变化信息检索的总体技术路线图

考虑到遥感影像自身的特点，本文设计实现了一种符合MPEG7规范的基于类五叉树的分层分块的数据管理模型。由于本文提出的变化信息数据获取方式是基于变化图像对本身内容的查询检索方式，故其对变化图像对的预处理要求较低，不需要进行刻意的辐射校正，几何配准精度在5个像素以内即可。同时，为适应不同对象的变化信息发现的检索需求，遥感影像切割的最小瓦块大小为128像素×128像素。多源、多时相遥感影像数据变化信息入库归档的流程如下所述（图2）。(1)假彩色影像合成，按照R、G、B波段组合融合成假彩色图像；(2)解析数据的元数据信息，获取历史数据的区域信息，按照区域信息，实现不同时相、不同传感器影像的裁切和和粗配准；(3)按照选定的数据分层分块策略，对粗配准后的影像进行切割操作；(4)对切割的小图像块，采用综合颜色和纹理特征的特征提取模型，实现特征提取和归一化处理；(5)根据合理历史数据组织管理策略，比如时间顺序、逆序、相间相生序等原则，形成变化特征矢量。

本文在Win7平台下，采用Matlab实现预编程，设计实现简易的基于内容的遥感图像变化信息检索与智能反馈概念模型系统，效果图如图3所示。其主要包括：目标变化图像对输入区域、特征选择区域、反馈的采样方式和参数训练区域、图像显示和反馈等四大区域。分别用于目标变化图像对输入，特征组合方式的确定，反馈模式选择，和参数训练样式选择。以覆盖北京区域的Landsat卫星的123行03列，时间跨度为1996～2015年，14景质量相对较好时序数据形成长时间序列。采用类五叉树方式切割形成瓦片后，每景影像分割成了2 288块大小为128像素×128像素的图像块。采用顺向正向全排法，共计生成151 008对变化图像对。顺向正向全排法，是指按照时间正方向，采用全排的方式，组织形成变化图像对。图4显示了从水覆盖区域变为建筑物检索结果示意图，左上角为目标变化图像对，中间主体部分检索结果，其按照与目标变化图像对内容的相关性，从上到下、从左到右依次递减。其中，右下角显示了目标变化图像对在原始影像中的位置。由右下方子图可知，在东南五环到六环之间，出现了批量水域变更。经查询验证，1999年7月份北京地区出现年降水超过700 mm，符合实际情况。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]遥感影像内容的语义查询算法与应用[J]. 张成刚,毕建涛,池天河.  地球信息科学. 2007(03)
[3]一种新的基于内容遥感图像检索的图像分块策略[J]. 李德仁,宁晓刚.  武汉大学学报(信息科学版). 2006(08)
[4]基于纹理谱描述子的图像检索[J]. 施智平,胡宏,李清勇,史忠植,段禅伦.  软件学报. 2005(06)
[5]基于多通道Gabor纹理特征的遥感图像检索[J]. 陆丽珍.  浙江大学学报(理学版). 2004(06)



本文编号：3304355