联合星载VHR光学与SAR图像的城市大面积建筑物高度快速提取

发布时间：2017-12-06 06:10

  本文关键词：联合星载VHR光学与SAR图像的城市大面积建筑物高度快速提取

  更多相关文章： 星载VHR图像 建筑物高度 快速提取 形态学阴影指数 模型匹配法

【摘要】：城市是遥感监测的重要区域,建筑物作为城市的重要组成部分,其分布和发展现状及趋势是当下研究的热点。建筑物高度作为研究城市纵向发展的重要指标,同样是城市遥感监测的重要内容。目前,高分辨率(Very High Resolution,VHR)星载光学图像和合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像较为广泛的应用于城市建筑物高度提取。在应用过程中,这两种图像本身及提取方式都具备各自的优势,但由于某些特殊因素,使其在使用过程中存在缺陷。例如,在使用光学图像时,主要是通过提取建筑物的阴影,根据建筑物阴影的成像几何关系确定建筑物高度,但是某些高分辨率图像的卫星参数无法获取,给该方法的使用带来困难。而SAR图像使用时存在的缺陷主要是图像特征缺失以及提取效率偏低。针对以上两种图像在应用中所存在的缺陷,本文提出一种联合星载高分辨率光学与SAR图像的大面积城市建筑物高度快速提取方法,分别以各自的优势弥补对方的缺陷,在保证精度的前提下提高了效率,主要研究内容如下:1.建筑物阴影的提取方面,这里采用一种监督分类和非监督分类结合的方式。将支持向量机(Support Vector Machine,SVM)与形态学阴影指数(Morphological Shadow Index,MSI)相结合,省去大量特征阈值确定的过程,增加了提取的效率的同时满足精度要求。在获取阴影后自动计算并记录阴影长度。2.建筑物高度提取方面,本文在研究SAR图像中建筑物的成像机制与图像特征后,基于模型匹配法,从SAR图像上提取特征完整的建筑物样本高度,具体的操作步骤包括建筑物成像几何模型的建立、匹配函数的设计以及遗传模拟退火算法迭代寻优。3.光学与SAR联合提取方面,本文选取若干个特征完好的建筑物样本,分别提取样本的建筑物高度和阴影长度,将高度值和阴影长度值进行一元线性回归分析,获得线性关系方程式,并依此线性关系以及其他建筑物的阴影长度来提取其他建筑物高度。本文选取了乌鲁木齐市头屯河区的一片住宅区作为研究区,并编写计算机程序实现本文的算法。在研究区内选取5栋建筑物作为样本,提取样本的阴影长度和高度,并建立线性关系;均匀选取研究区内的24栋建筑物作为实验对象,利用本文方式提取建筑物高度,并使用全站仪实地测量高度进行验证,验证结果表明所有提取结果绝对误差均小于4米,相对误差不超过17%,结果令人满意。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU198;TN957.52

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周小成;汪小钦;骆剑承;沈占锋;吴波;;结合对象关系特征的高分辨率卫星影像建筑物识别方法[J];国土资源遥感;2008年04期

2 胡玉芹;周义高;;建筑物变形监测的过程分析与控制[J];科技风;2012年21期

3 刘龙飞;王锐君;董卫平;冉琼;陈世荣;黄健熙;牟伶俐;;一种快速提取建筑物高度的方法研究[J];遥感技术与应用;2009年05期

4 陈善群;田顺年;廖斌;杨明;;并列建筑物周围风场的数值模拟[J];安徽工程大学学报;2014年01期

5 J.L.塞拉菲;刘仲桂;;从坝工建筑物失事情况来分析其安全措施[J];大坝观测与土工测试;1987年01期

6 刘艳春;姜建慧;;单影像规则建筑物高度量测方法研究[J];测绘科学;2010年05期

7 J.E.Amrhein;肖光先;;砖石建筑物的设计、施工和地震时的表现[J];国外地震工程;1981年01期

8 汤德伟;拍摄老建筑感受老上海(下)[J];照相机;2004年12期

9 胡立刚，，吴文权，陈有力;建筑物绕流的环境效应[J];华东工业大学学报;1995年02期

10 徐义华;曾卓雄;江叔通;;串行排列的三栋建筑物间的风涡漩分布研究[J];水动力学研究与进展(A辑);2005年06期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 王晶;王仲琦;白春华;;爆炸作用下建筑物上载荷分布特征的研究[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年

2 蒙印;;单像片建筑物高度信息提取[A];中国测绘学会2006年学术年会论文集[C];2006年

3 张宁;蒋维楣;;城市冠层内建筑物对气流影响的数值模拟[A];首届长三角气象科技论坛论文集[C];2004年

4 杨志惠;;从IKONOS影像中提取建筑物的高度[A];第十三届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集[C];2011年

5 华晨辉;;两种方法计算不规则建筑物年预计雷击次数的探讨[A];第六届长三角气象科技论坛论文集[C];2009年

6 汝洪博;蔡云泉;马金福;冯志伟;胡雷雷;;与建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法的探讨[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年

7 王金亮;王小花;;基于QuickBird影像城市建筑物信息提取的初步研究[A];地理学与生态文明建设——中国地理学会2008年学术年会论文摘要集[C];2008年

8 朱英浩;王斌;;从摄像带构建网上交互三维场景[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 李远 李鹏;核心保护区建筑物高度不得超过10米[N];建筑时报;2013年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 陈绿文;高建筑物对闪电活动及其特征的影响研究[D];中国气象科学研究院;2015年

2 陈焱明;基于机载与车载LiDAR数据的建筑物模型多视三维重建研究[D];南京大学;2015年

3 陈绿文;高建筑物对闪电活动及其特征的影响研究[D];南京信息工程大学;2015年

4 罗伊萍;LIDAR数据滤波和影像辅助提取建筑物[D];解放军信息工程大学;2010年

5 肖聚亮;建筑物迁移动力系统智能监控研究与应用[D];天津大学;2006年

6 逄铁铮;大断面城市隧道穿越复杂建筑物群的安全性控制研究[D];北京交通大学;2015年

7 李志伟;软土地区深基坑开挖对邻近建筑物影响的三维有限元分析[D];天津大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 白玉龙;基于HTML5的建筑物阴影实时模拟[D];北京建筑大学;2015年

2 尤媛;水体、建筑物对气温、风观测的影响研究[D];南京信息工程大学;2015年

3 杨春;面向对象的高分辨率遥感影像建筑物倒损信息提取[D];中国地质大学(北京);2015年

4 景军;邻近建筑物对基坑支护方案影响规律研究[D];吉林大学;2016年

5 高春霞;基于高分辨率彩色遥感影像的建筑物提取研究[D];昆明理工大学;2016年

6 陈亭;南京城市近地表气温微气候模式模拟及其影响因素研究[D];南京信息工程大学;2016年

7 翟亚婷;计算机辅助建筑物高度与通视分析[D];西安建筑科技大学;2016年

8 杜熬;利用极化补偿受方位尺度影响的城区建筑物提取[D];电子科技大学;2016年

9 廖义慧;基于先导随机模式的高建筑物雷击过程模拟研究[D];南京信息工程大学;2016年

10 郭军士;基于改进形态学指数的ZY3影像建筑物和阴影的提取及应用[D];西安科技大学;2015年

本文编号：1257604