基于面向?qū)ο蟮亩嗵卣骶C合高分辨率遙感影像變化檢測(cè)研究.pdf

1、隨著科學(xué)與信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，與人類社會(huì)密切相關(guān)的自然地表景觀及其利用形式無時(shí)無刻不在發(fā)生著變化，及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出地球表面土地覆蓋的變化情況，對(duì)于正確認(rèn)識(shí)人類與地球之間的關(guān)系、合理有效利用與管理自然資源、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有不可替代的重要作用。由于遙感對(duì)地觀測(cè)具有大范圍、全天候的特點(diǎn)，基于遙感影像的變化檢測(cè)是目前遙感應(yīng)用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著影像空間分辨率的提高，地物的細(xì)節(jié)更加豐富，為變化檢測(cè)提供了更好的觀測(cè)方式，與此同時(shí)，地物

2、中“同物異譜，異物同譜”的影響也越發(fā)明顯，給變化檢測(cè)帶來了很多難點(diǎn)。如何快速提取出變化信息，并且滿足人們對(duì)自動(dòng)化程度和精度的需求是一個(gè)任重道遠(yuǎn)的漫長(zhǎng)探索過程。
　　本文針對(duì)高分辨率遙感影像的變化檢測(cè)進(jìn)行研究，通過對(duì)高分辨率遙感影像進(jìn)行面向?qū)ο蟮亩喑叨确指?，進(jìn)而對(duì)所形成的影像對(duì)象矢量圖斑進(jìn)行特征提取，綜合考慮了其光譜、形狀和紋理特征，并且將對(duì)象空間位置關(guān)系上的鄰域特征作為研究的重點(diǎn)，提出了一種基于面向?qū)ο蟮亩嗵卣骶C合高分辨率遙感影像

3、變化檢測(cè)方法。首先利用QuickBird影像進(jìn)行了基于空間鄰域特征的變化檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，將檢測(cè)結(jié)果與傳統(tǒng)的差值法和分類后比較法進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其在檢測(cè)精度上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。最后通過多特征重要性分析，綜合選取了影像對(duì)象的光譜均值μ，標(biāo)準(zhǔn)差δ、面積s、亮度值b、長(zhǎng)度l、寬度w、最大差值d，以及對(duì)象空間位置關(guān)系上的鄰域特征D，構(gòu)建出一個(gè)一維特征向量V，計(jì)算前后時(shí)相影像對(duì)象的綜合特征向量V的相關(guān)系數(shù)，通過一個(gè)合適的閾值來判別對(duì)應(yīng)圖斑是否發(fā)生變化。

4、>　　在進(jìn)行以上的自動(dòng)變化檢測(cè)時(shí)，為保證相對(duì)較低的漏檢率，對(duì)閾值設(shè)置較為嚴(yán)格，從而造成較高的虛檢率，因此需要對(duì)偽變化信息進(jìn)行剔除。首先對(duì)自動(dòng)變化檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行非監(jiān)督聚類，主要采用的方法是ISODATA聚類。經(jīng)過聚類后的變化檢測(cè)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生n個(gè)具有相似性質(zhì)特征的類別，這里邊有大量的偽變化信息，但這些偽變化信息的分布情況是有其相應(yīng)規(guī)律可循的，我們可以在人工目視解譯判斷的輔助下，與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，通過這樣的方式找出偽變化信息，與聚類的結(jié)果進(jìn)行匹

5、配。經(jīng)過一定數(shù)量的驗(yàn)證后，可以判定這n個(gè)類別中的某個(gè)類別或者某幾個(gè)類別的特征性質(zhì)全都與偽變化區(qū)域所表現(xiàn)的特征一致，那么這種情況下我們就可以將這一類別進(jìn)行整體的刪除，進(jìn)而快速提取這些偽變化信息。這種處理方式是批量聯(lián)動(dòng)的，相較于以人工逐一圖斑的檢查，效率得到了較大的提升，準(zhǔn)確度也得到了保證。
　　為了對(duì)理論研究進(jìn)行驗(yàn)證，變化檢測(cè)實(shí)驗(yàn)選用湖南省漣源市作為研究區(qū)。影像的成像時(shí)間分別為2015年和2016年的夏季，空間分辨率分別為1m和2m

6、，無云霧干擾，地物輪廓清晰，特征明顯，成像條件良好。以人工勾繪的實(shí)際變化區(qū)域作為本次實(shí)驗(yàn)評(píng)判的標(biāo)準(zhǔn)，與自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行疊加對(duì)比分析，經(jīng)過變化檢測(cè)誤差矩陣相關(guān)統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算驗(yàn)證，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)如下:總體檢測(cè)精度為94.55％，Kappa系數(shù)為59.26％，漏檢率為3.57‰虛檢率為54.55％。經(jīng)過半自動(dòng)人機(jī)交互剔除后，總體檢測(cè)精度為98.76％，相較之前的94.55％提高了4.21％; Kappa系數(shù)為86.34％，相較之前的59.26％提