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试论变化基于低空遥感影像的建设用地变化检测 硕士论文

摘要:本论文根据国土资源部公益性行业科研专项课题“土地动态监测监察技术探讨”(201011015-1)的需求,针对江苏省金坛市典型地区,探讨基于低空遥感影像的建设用地变化检测办法,快速发现建设用地变化信息,特别是新增建设用地信息,为提升国土资源动态监测效率提供技术支撑。建设用地是工业化、城市化的核心要素之一,及时掌握建设用地变化状况对提升土地资源使用率、协调耕地资源保护与经济进展之间的矛盾等具有重要作用。无人机、无人飞艇等低空遥感平台具有机动、实时、低成本的特征,与航空、航天遥感平台相比,它能有效避开云雾、成像周期等因素的影响。在区域尺度上使用低空遥感影像快速检测建设用地变化信息,是一种新型的国土资源动态监测技术手段。通过本论文探讨,提出了一种集成像元变化分析和对象识别的建设用地变化检测办法。首先根据低空遥感影像的成像特征,综合使用低空遥感影像中的光谱与纹理信息,在像元级设计自适应综合差值办法检测土地使用变化信息;然后通过数学形态学等模式优化变化检测结果,在提升变化信息精度的同时,提高变化信息的完整度,实现以像元级检测到对象级识别的过渡;最后,从对象纹理分析为手段,在对象级进一步验证变化信息,并采取对象识别的模式以所有的变化对象中筛选出建设用地变化对象。本论文的主要探讨内容与结论如下:(1)结合光谱与纹理信息的土地使用变化检测。低空遥感影像空间分辨率高,地物的结构和纹理信息丰富;而波段较少,光谱分辨率相对问题。基于从上特征,在变化检测历程中充分挖掘影像的纹理信息。在光谱特点的基础上,选择适合的纹理特点,经逐波段差值计算后,设计自适应的阈值分割办法分别获得各光谱波段和纹理特点所表征的变化信息。从逻辑合并的模式将不同来源的变化信息综合,生成土地使用变化像元。结果表明纹理信息能够反映变化区域内部的细节信息,在提高检测精度的同时,能有效降低检测结果的破碎度。所提出的自适应综合差值办法相比于其他常用的基于直接对比的变化检测办法,其检测结果具有更高的正确率,且有效降低了漏检率。(2)土地使用变化检测结果优化。由于低空遥感影像空间分辨率高,地物内部差别较大,加上配准误差、细部结构和噪声的影响,像元级变化检测结果较破碎,一方面生成了许多无作用的伪变化区域,另一方面变化信息表达不完整,变化区域与地物对象之间不具有显著的对应联系。依次采取形态学闭运算、孔洞填充、形态学开运算、小区域去除等四个步骤优化变化检测结果,从去除伪变化像元,提升变化检测的精度,并生成形状完整、边界简洁的变化区域,便于直接获得变化对象,实现以像元级检测到对象级识别的过渡。(3)建设用地变化对象识别。由于受局部细微结构差别的影响,在像元级变化检测结果中仍有着部分伪变化信息,需要在对象级对变化检测结果做进一步筛选。通过区域标记将连通的变化像元追踪为单个变化对象,使用变化对象在前后时相的纹理差别滤除伪变化对象。然而由于土地使用变化检测结果中包含所有类型的变化信息,变化对象中不仅有建设用地变化对象,还有着非建设用地变化对象。采取对象识别的模式进一步筛选出建设用地变化对象。分别针对均质和非均质的建设用地对象建立相应的纹理识别标志,在单个时相中识别变化对象是否为建设用地,并输出最终的建设用地变化对象。综上所述,使用低空遥感影像进行建设用地变化检测时,纹理与光谱信息的综合运用从及变化检测结果的优化,能够有效降低漏检率;变化对象的筛选与建设用地对象的识别能够降低误检率,提升建设用地变化检测的精度。探讨结果表明,该办法能够快速获得建设用地变化信息的几何范围与物理属性,有助于提升建设用地动态监测的效率。 关键词:低空遥感论文 建设用地论文 变化检测论文 纹理识别论文 动态监测论文
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    摘要4-6

    ABSTRACT6-9

    目录9-11

    图表目录11-13

    第一章 绪论13-24

    1.1 选题依据与背景13-14

    1.2 国内外探讨发展14-20

    1.2.1 变化信息遥感检测14-16

    1.2.2 建设用地变化检测16-18

    1.2.3 低空遥感影像探讨18-20

    1.3 探讨内容与论文组织20-24

    1.3.1 探讨内容与技术路线20-23

    1.3.2 论文组织23-24

    第二章 探讨区与数据预处理24-29

    2.1 探讨区概况24-25

    2.2 影像数据25-26

    2.3 数据预处理26-29

    2.3.1 影像几何配准26-27

    2.3.2 相对辐射校正27-29

    第三章 土地使用变化检测29-48

    3.1 纹理特点分析与选择29-34

    3.2 基于特点自适应融合的变化检测34-37

    3.3 土地使用变化检测结果优化37-42

    3.4 土地使

与纹理信息的土地使用变化检测。低空遥感影像空间分辨率高,地物的结构和纹理信息丰富;而波段较少,光谱分辨率相对问题。基于从上特征,在变化检测历程中充分挖掘影像的纹理信息。在光谱特点的基础上,选择适合的纹理特点,经逐波段差值计算后,设计自适应的阈值分割办法分别获得各光谱波段和纹理特点所表征的变化信息。从逻辑合并

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