基于直方圖閾值法的遙感圖像分割算法研究.pdf

1、隨著遙感技術、地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展,遙感圖像被廣泛應用于農業(yè)、林業(yè)、國土、震災評估、軍事等領域,并帶來了巨大的經濟和社會效益。遙感圖像分割是指依據一定的分割準則將圖像分割成多個目標區(qū)域或者將感興趣的目標地物提取出來。鑒于圖像的直方圖可較好的體現出圖像中背景區(qū)域與目標區(qū)域在灰度、顏色等方面存在較大差異,利用直方圖閾值法對圖像進行分割一直是遙感圖像分割領域的研究熱點。傳統(tǒng)的直方圖閾值法常用于對小尺寸的普通圖像進行圖像分割,數據計算量較小且

2、容易操作。遙感圖像包含的數據量巨大且結構復雜,利用傳統(tǒng)方法較難確定閾值,圖像分割效果不是很理想,從而限制了直方圖閾值法在遙感圖像分割中的廣泛應用。因此,如何對直方圖閾值分割方法進行改進和優(yōu)化,并將其應用于對遙感影像進行分割是一個非常重要的研究內容。
　　本文在傳統(tǒng)圖像分割方法基礎上,采用VC++并結合GDAL構建了一種基于直方圖閾值法的遙感圖像分割算法,并將該算法應用于呈現雙峰直方圖及三峰直方圖的SPOT-5影像分割過程中,對圖像

3、中的水體及農田進行了分割,實驗效果較好。本文主要工作如下:
　　(1)構建了一種遙感圖像顯示算法。該算法以VisualC++為平臺,結合GDAL庫對遙感圖像進行讀取與顯示,同時支持多種圖像格式。實現的功能包括:識別圖像波段范圍、灰度模式下顯示、彩色模式下RGB波段不同值組合顯示等。
　　(2)提出了一種構建遙感圖像波段直方圖的新方法,該方法利用VisualC++與GDALRasterBand類相關函數來構造遙感圖像波段直方圖

4、。通過預先建立與量化一個坐標系,將波段直方圖曲線繪制在坐標系中。
　　(3)利用自動閾值檢測方法來檢測SPOT-5影像直方圖中的峰值點與谷值點,通過將參考像元值與其鄰接的局部區(qū)域進行比較,確定出直方圖分割閾值。
　　(4)本文利用VisualC++與開源庫GDAL構造了一種遙感圖像直方圖閾值分割算法,該算法根據直方圖閾值對圖像像素進行分類來實現圖像分割。利用該算法對呈現雙峰直方圖形狀的SPOT-5影像進行了實驗,提取了圖像中

5、的水體信息,精度為92.31％。結合數字篩消除二值圖像斑點方法對閾值法水體提取圖進行分割后處理后,提取精度達到94.5%,較直方圖閾值法分割提高了約2.2個百分點。
　　(5)本文采用了如二值化分割、半閾值分割及分水嶺算法進行了分割對比,并在VC++平臺下進行了實現。此外,還參考了最大似然法和馬氏距離法的分割結果,水體提取精度依次為86.67%、73.33%、85.25%、90.91%、84.88%。實驗結果表明,本文構建的直方圖