面向地理国情普查的高分辨率遥感影像半自动解译技术研究

发布时间：2017-09-15 18:34

  本文关键词：面向地理国情普查的高分辨率遥感影像半自动解译技术研究

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【摘要】：随着高分辨率遥感技术和信息化测绘技术的飞速发展,地理国情普查作为测绘地理信息领域一个新的、极为重要的工作,已经成为高分辨率遥感技术应用的迫切需求。本文主要结合目前开展的地理国情普查工作,在深入研究分析高分辨率遥感影像解译过程中能够实现计算机自动化或半自动化处理环节的基础上,结合地理国情普查内容与西部地区地表覆盖的特征,构建西部地区高分辨率遥感影像半自动解译体系,通过重点研究高分辨率遥感影像大数据的并行分块分割与地物特征知识库建立的理论与方法,针对性地开发快速、高效的高分辨率遥感影像半自动解译工具软件,为地理国情普查工作提供依据和技术指导。论文主要开展了以下四个方面研究:(1)高分辨率遥感影像地物特征分析及其空间域量化。本文结合地理国情普查内容与西部地区地表覆盖特征,建立了道路、房屋建筑物、水体、植被、裸地五大地理国情普查典型地物分类体系,构建了西部遥感影像半自动解译体系框架,为西部高分辨率遥感影像解译的半自动化处理提供技术指导,具有一定的技术和理论参考价值。(2)设计并实现了基于ENVI/IDL平台高分辨率遥感影像大数据并行分块分割技术方案。本文将IDL内置的IDL_IDLBridge类应用于高分辨率遥感影像分割中,结合面向对象多尺度分割算法、影像分块策略,实现了高分辨率现遥感影像半自动解译的一体化处理技术解决方案。并对同一高分辨率遥感影像,以时间为量化指标,对并行分块分割方法与整幅影像分割方法进行对比,整幅影像分割完成时间为132.25秒,并行分块分割完成时间为118.09秒,分割处理效率有所提高。(3)分析并研究了高分辨率遥感影像半自动解译规则集建立的技术与方法。本文分别选取了道路、房屋建筑物、水体、植被、裸地五大地物高分辨率影像样本,通过研究五大地物的解译特征组合,建立了道路、房屋建筑物、水体、植被、裸地的半自动解译规则集,为地理国情普查地物信息的快速、高效提取提供依据与解决思路。(4)以ENVI/IDL为开发平台,设计并编程实现了面向地理国情普查的高分辨率遥感影像半自动解译工具软件。以重庆市沙坪坝区大学城研究区域的QuickBird影像为研究对象,以人工采样100个检查点的人工解译结果为基准,解译结果一致性比率为精度评估的量化指标,对本文研发的半自动解译工具软件信息提取结果进行精度分析。结果表明:道路一致性比率为85%、房屋建筑物一致性比率为83.3%、水体一致性比率为100%、植被一致性比率为90%、裸地一致性比率为72%。本文将遥感解译地物特征知识形成地理国情普查典型地物特征知识组合,并建立相应的解译规则集,直接服务于地理国情普查的实际生产应用中。研究成果具有一定的应用推广价值,研究成果也将为后期地理国情监测工作的开展提供技术依据。
【关键词】：高分辨率遥感影像 地理国情普查 并行分块分割 半自动解译 规则集
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P237
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 高分辨率遥感发展现状11-13
• 1.2.2 高分辨率遥感解译技术研究现状13-15
• 1.3 研究内容及论文安排15-18
• 1.3.1 技术路线15-16
• 1.3.2 论文结构16-18
• 第二章 地理国情普查内容与方法18-26
• 2.1 地理国情普查的内容18-21
• 2.1.1 国家基本地理信息普查18-20
• 2.1.2 主体功能区现状普查20-21
• 2.1.3 重要水源地现状普查21
• 2.1.4 城市群现状普查21
• 2.2 地理国情普查的方法21-22
• 2.3 地理国情普查成果数据规格要求22-23
• 2.3.1 地理国情普查数据要求22-23
• 2.3.2 平面精度指标23
• 2.4 西部遥感半自动解译体系构建23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 第三章 高分遥感影像地物特征分析与量化26-36
• 3.1 高分影像的地物基本特征26-27
• 3.2 地理国情普查典型地物特征统计分析27-30
• 3.2.1 道路特征分析27-28
• 3.2.2 房屋建筑物特征统计分析28
• 3.2.3 水体特征分析28-29
• 3.2.4 植被特征分析29-30
• 3.2.5 裸露地特征统计分析30
• 3.3 地物特征空间域的量化研究30-34
• 3.3.1 光谱特征量化30-31
• 3.3.2 几何特征量化31-32
• 3.3.3 纹理特征量化32-33
• 3.3.4 常用的指数特征33-34
• 3.4 本章小节34-36
• 第四章 高分遥感影像半自动解译关键技术研究36-52
• 4.1 并行分块分割技术36-40
• 4.2 地物特征知识库构建技术40-49
• 4.2.1 道路特征知识库的构建40-43
• 4.2.2 房屋建筑物特征知识库的构建43-45
• 4.2.3 水体特征知识库的构建45-46
• 4.2.4 植被特征知识库的构建46-47
• 4.2.5 裸地特征知识库的构建47-49
• 4.3 影像分级解译技术49-50
• 4.4 基于特征知识库的影像半自动解译50-51
• 4.5 本章小节51-52
• 第五章 高分遥感影像半自动解译工具的设计与实现52-76
• 5.1 高分影像半自动解译技术方案52-53
• 5.2 ENVI/IDL开发设计模式53-54
• 5.2.1 ENVI/IDL平台简介53-54
• 5.2.2 开发设计模式54
• 5.3 软件总体功能设计54-57
• 5.3.1 数据预处理模块55
• 5.3.2 影像分块模块55-56
• 5.3.3 并行分块分割模块56
• 5.3.4 特征选取模块56-57
• 5.3.5 遥感信息提取模块57
• 5.3.6 后处理模块57
• 5.4 特征知识库的组织与架构57-60
• 5.4.1 地物特征编码规则57-58
• 5.4.2 特征知识库的组织与架构58-59
• 5.4.3 基于ENVI/IDL的特征知识组织59-60
• 5.5 西部典型研究区域试验60-74
• 5.5.1 研究区域概况60-61
• 5.5.2 半自动解译工具软件介绍61-62
• 5.5.3 软件功能试验62-69
• 5.5.4 半自动解译精度分析69-74
• 5.6 本章小节74-76
• 第六章 总结与展望76-78
• 6.1 研究结论76-77
• 6.2 研究展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83
• 在学期间发表的论著及取得的学术成果83

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本文编号：858232