遥感图像的处理在数字化城市管理系统中的应用研究

发布时间：2020-07-10 19:59

【摘要】：近年以来,随着GIS与RS技术的融合发展,国内的很多城市都开始启动其地理空间的框架搭建。而作为一项浩大的系统工程,城市在发展与建设过程中,充分利用现代数字化技术,已经成为城市科技与信息化发展的主流,也逐渐成为城市在经济发展中的新方向。在众多的城市数字化应用系统中,基于现代信息、网络与空间信息为一体的数字化城市管理系统,则是随着数字地球概念的出现而发展的,是基于GIS与RS技术而构建起来的一种多维度、信息化与自动化管理系统。在这过程中,数字城市的概念逐渐受到辽宁省辽阳市白塔区政府的重视,地处东北老重工业基地的辽宁省,城市发展过程中的许多工作比如城市道路规划、城市内各种设施的选址、违法建筑的拆除、平房区的改造等等,由于城市发展迅速,人口密度逐渐加大等等因素,原始的城市管理模式已经难以满足政府的需要和人民的渴求,为此辽阳市现在迫切需要数字化城市管理系统的建成。本文研究主要针对数字化城市管理系统的当前研究背景与研究现状进行深入分析,并对相关系统的设计原则、目标、实施方案以及系统研发的意义等进行简单说明。接着,还对数字化城市管理系统在开发中的一些关键技术进行介绍,主要包括Web GIS技术、ArcIMS技术、ArcXML技术、遥感图像处理技术以及基于遥感图像的地面建筑提取技术等。针对数字化城市管理系统中的遥感技术,着重介绍基于辽宁省辽阳市白塔区遥感图像的建筑物轮廓提取技术,以及遥感图像的多尺度分割技术等。其中,对于地面建筑的轮廓提取技术,主要采用区域特征与边缘信息相结合的算法,即先利用Mean Shift多尺度分割算法来实现地物的预分割;接着,再利用Otsu算法来后续处理,实现对图像中非建筑物地物的清除;最后,再通过形态学算法来实现分割结果的优化处理,实现与建筑物颜色特征和光谱特征相类似的道路的有效分离。此外,在建筑物的轮廓重建中,还对部分三维重建过程进行简单说明。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU984;TP751
【图文】：

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遥感影像数据的基本处理流程

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（a）原始遥感图像（b）分割后图像图 3.1 对遥感图像进行分割的具体应用实例常见的图像分割理论与技术，在设计中所依据的原理主要为：基于阈值的割算法、基于边缘检测的分割算法以及基于区域生长的分割算法等。在这三种同的分割算法中，基于阈值的算法对图像进行分割的处理过程相对更简单，应也更广泛。如果用和分别表示原始图像与处理后图像，则基于阈值的分割术可以用如下的公式进行表示：…………………………………(2其中，表示分割算法中所设置的分割阈值。基于该阈值，可以将对象像素的

示意图,示意图,图像,物体跟踪

以从其概率密度梯度之间的关系来推导。如果用表示多维空间中样本点的概率密度函数，这样，在选定初始点的情况下，就可以利用Mean Shift 算法中的逐步移动来向首个峰值的收敛，如图 4.1 中所示。图 4.1 中的波形，显示了该算法可以应用的相关领域，即：可以对感兴趣的目标进行聚类；对模态进行检测；可以应用于物体跟踪与优化算法中。图 4.1 Mean Shift 算法的收敛示意图根据图 4-1 中所示，图像一般可以利用二维坐标中的维向量来表示。这样，在的情况下，图像就对应于灰度图像；当的情况下，则图像对应于彩色图像；而在的情况下，图像则对应于遥感领域中常见的多光谱图像。图像中的二维坐标，一般可以对图像中的空间位置信息进行表示。一个特例是，如果要对图像的位置信息以及色彩信息进行同时处理

【参考文献】