【摘要】：機(jī)場承載著飛機(jī)起降、維護(hù)等關(guān)鍵任務(wù),是重要的民用和軍用設(shè)施。跑道是機(jī)場的核心設(shè)施,對(duì)機(jī)場跑道的自動(dòng)檢測(cè)廣泛應(yīng)用于軍事打擊、災(zāi)害救援、飛機(jī)導(dǎo)航等實(shí)際問題。合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種主動(dòng)式成像雷達(dá)系統(tǒng),具有全天時(shí)、全天候、強(qiáng)透射性、遠(yuǎn)距離成像等特點(diǎn)。極化合成孔徑雷達(dá)(Polarimetric Synthetic Aperture Radar,PolSAR)通過不同的極化收發(fā)組合,反映地物目標(biāo)的極化散射特性。與單極化SAR相比,全極化SAR具有更多的收發(fā)模式,可以獲取更全面的地物極化信息,進(jìn)而更好地表征地物的極化特征。因此,PolSAR圖像機(jī)場跑道檢測(cè)具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文以美國UAVSAR系統(tǒng)采集的全極化SAR數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),展開了PolSAR圖像機(jī)場跑道檢測(cè)問題的研究,具體工作如下:分類是PolSAR圖像解譯的重要環(huán)節(jié),可利用圖像分類提取疑似跑道區(qū)域,即感興趣區(qū)域(Region Of Interest,ROI)。為了減少分類類別數(shù),同時(shí)保證檢測(cè)準(zhǔn)確率,給出一種基于隨機(jī)森林的機(jī)場跑道檢測(cè)算法。首先在PolSAR圖像中人工選取部分像素點(diǎn)作為訓(xùn)練樣本;然后計(jì)算樣本的極化特征,并利用快速相關(guān)濾波器(Fast Correlation-Based Filter,FCBF)對(duì)極化特征進(jìn)行優(yōu)化選擇,去掉弱相關(guān)和冗余的極化參數(shù),得到優(yōu)化的極化特征組合;再利用隨機(jī)森林分類器對(duì)圖像做二分類,直接提取ROI;最后根據(jù)跑道的平行線及結(jié)構(gòu)特征對(duì)ROI進(jìn)行判別,得到最終的檢測(cè)結(jié)果。平行線特征是機(jī)場跑道檢測(cè)的常用特征,但是道路、河流、橋梁等類似地物容易對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成干擾,因此,給出一種不依賴于平行線特征的疑似跑道區(qū)域判別方法。首先在每個(gè)獨(dú)立的ROI區(qū)域?qū)?yīng)的功率圖像上滑窗檢測(cè),利用方向梯度直方圖(Histogram of Oriented Gradient,HOG)特征描述子提取檢測(cè)窗口的特征,并利用支持向量機(jī)(Support Vector Machine,SVM)對(duì)檢測(cè)窗口進(jìn)行二分類,生成該區(qū)域掩膜二值圖像,再將掩膜圖像與原ROI二值圖做與操作,并以原ROI二值圖為基準(zhǔn),計(jì)算像素點(diǎn)變動(dòng)比率,通過變動(dòng)比率的大小完成對(duì)ROI的判別。論文對(duì)上述方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,得到的跑道區(qū)域結(jié)構(gòu)清晰,輪廓完整,驗(yàn)證了本文方法的有效性,且本文提出的疑似跑道區(qū)域判別方法大幅降低了檢測(cè)虛警率。
【圖文】：

就可進(jìn)一步判別機(jī)場跑道區(qū)域的位置于某些道路、河流區(qū)域同樣具有平行線特征似，所以平行線及尺寸特征無法排除上述區(qū)錯(cuò)聯(lián)通的，且常包裹著部分草地或裸地區(qū)域OI 二值圖中呈一個(gè)個(gè)黑色孔洞狀，圖 4-2 是截整個(gè)跑道為白色的像素構(gòu)成一個(gè)連通區(qū)域，其洞 1、孔洞 2、孔洞 3 等。通過歐拉數(shù)E表征如下：值圖中白色連通區(qū)域數(shù)，H 表示黑色孔洞數(shù)，而對(duì)于道路、河流等區(qū)域則相對(duì)較大，因此路、河流等區(qū)域。

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文4.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析本章采用美國UAVSAR系統(tǒng)采集的全極化SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并與文獻(xiàn)[42]算法進(jìn)行對(duì)比。（1）訓(xùn)練樣本選取及特征選擇實(shí)驗(yàn)選取美國 UAVSAR 系統(tǒng)采集于 Hayward Fault 地區(qū)的 L 波段全極化數(shù)據(jù)，，經(jīng)過 4 視處理，圖像方位向和距離向分辨率分別是 4.9m 和 7.2m，圖像大小為 1650 像素*820 像素。選取跑道、海洋、森林、城市、草地共 5 類地物構(gòu)成像素點(diǎn)樣本集，共 6400 個(gè)像素點(diǎn)，其中正樣本（即跑道區(qū)域）1600 個(gè)像素點(diǎn)，負(fù)樣本（即海洋、森林、城市、草地共 4800 個(gè)像素點(diǎn)。圖 4-5 為訓(xùn)練樣本選取示意圖。
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V35;E91;TN957.52

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 侯啟真;劉衍帆;尚美琪;;機(jī)場跑道臨時(shí)關(guān)閉警示燈的光學(xué)設(shè)計(jì)[J];應(yīng)用光學(xué);2017年02期

2 孔欣;;試論民航機(jī)場跑道的安全風(fēng)險(xiǎn)管理[J];中國高新區(qū);2017年13期

3 李亮;;民用機(jī)場跑道瀝青混凝土不停航施工搶修工程中統(tǒng)籌方法應(yīng)用芻議[J];中國標(biāo)準(zhǔn)化;2017年12期

4 ;世界四大離奇的機(jī)場跑道[J];交通世界(建養(yǎng).機(jī)械);2013年09期

5 馬平川;;我國機(jī)場跑道侵入分析與解決方法[J];中國產(chǎn)業(yè);2012年08期

6 李蘇醒;張小平;;氣泡混合輕質(zhì)土在機(jī)場跑道中的應(yīng)用[J];江蘇航空;2011年S1期

7 唐懿;首都機(jī)場跑道改造工程竣工[J];工程機(jī)械與維修;2000年06期

8 華遵孟;沈秋武;;某機(jī)場跑道破壞原因與防治[J];工程勘察;1992年06期

9 湯姆·克蘭西;鄭錫榮;;紅色風(fēng)暴在興起[J];國際展望;1987年06期

10 ;世界金剛石耗量分布[J];地質(zhì)與勘探;1988年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 李文強(qiáng);;機(jī)場跑道異物檢測(cè)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[A];2015年第二屆中國航空科學(xué)技術(shù)大會(huì)論文集[C];2015年

2 ;飛行區(qū)運(yùn)行安全監(jiān)控技術(shù)動(dòng)態(tài)——悉尼機(jī)場跑道安全保障技術(shù)[A];《上�？崭邸返�14輯[C];2012年

3 于海洋;盧小平;甘甫平;;一種基于帶通濾波的機(jī)場跑道提取方法[A];中國測(cè)繪學(xué)會(huì)第九次全國會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)會(huì)成立50周年紀(jì)念大會(huì)論文集[C];2009年

4 王敏;張艷寧;孫瑾秋;;一種遙感圖像機(jī)場跑道的多尺度提取方法[A];第八屆全國信號(hào)與信息處理聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

5 武治國;王明佳;丁南南;;基于視覺分析的機(jī)場跑道異物檢測(cè)技術(shù)研究[A];儀器儀表學(xué)報(bào)（2015（增刊）第36卷）[C];2015年

6 謝永利;顧安全;;澳門機(jī)場跑道軟基沉降的有限元分析[A];中國土木工程學(xué)會(huì)土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)會(huì)地基處理學(xué)術(shù)委員會(huì)第四屆地基處理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];1995年

7 劉勝利;崔榮耀;;飛機(jī)機(jī)場跑道不平度模擬試驗(yàn)技術(shù)研究[A];全面建成小康社會(huì)與中國航空發(fā)展——2013首屆中國航空科學(xué)技術(shù)大會(huì)論文集[C];2013年

8 宋雪靜;吳仁彪;劉家學(xué);;基于GPR的機(jī)場跑道災(zāi)害識(shí)別[A];第十四屆全國信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)(CCSP-2009)論文集[C];2009年

9 安成錦;韓建濤;陳曾平;;基于機(jī)場跑道識(shí)別的SAR圖像自動(dòng)配準(zhǔn)算法[A];第十四屆全國信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)(CCSP-2009)論文集[C];2009年

10 靳文忠;韓建軍;范玲;張永安;;機(jī)場跑道外來物(FOD)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A];第四屆中國指揮控制大會(huì)論文集[C];2016年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 趙丹;北京大興國際機(jī)場跑道全面貫通[N];中國民航報(bào);2018年

2 記者 張鈺斌;玉林福綿機(jī)場跑道雛形初現(xiàn)[N];玉林日?qǐng)?bào);2019年

3 加布·安迪諾;揭秘機(jī)場跑道強(qiáng)度設(shè)計(jì)[N];大飛機(jī)報(bào);2019年

4 本報(bào)駐以色列記者 毛黎;讓機(jī)場跑道異物無處遁形[N];科技日?qǐng)?bào);2018年

5 記者 鐘太昌;南部新城機(jī)場跑道周邊規(guī)劃公示[N];南京日?qǐng)?bào);2019年

6 記者 曹連榮;倒排工序 掛圖作戰(zhàn)[N];紹興日?qǐng)?bào);2017年

7 通訊員 黃忠濤 劉鵬飛 司泉;民航二所“機(jī)場跑道異物監(jiān)測(cè)技術(shù)示范驗(yàn)證”項(xiàng)目通過民航局驗(yàn)收[N];中國民航報(bào);2017年

8 記者 朱釗 通訊員 張闊 張磊;“昆侖”瀝青嘗鮮“冰城”機(jī)場跑道[N];中國石油報(bào);2017年

9 本報(bào)記者 趙瑜;記者連線專家為您解析機(jī)場跑道為何破損？[N];中國民航報(bào);2011年

10 張北光 特約通訊員 王山河;空軍機(jī)場跑道實(shí)現(xiàn)不停航搶修[N];解放軍報(bào);2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 趙賢利;機(jī)場跑道安全風(fēng)險(xiǎn)演化機(jī)理研究[D];武漢理工大學(xué);2017年

2 胡守云;下穿機(jī)場跑道隧道爆破動(dòng)力效應(yīng)及控制[D];中國地質(zhì)大學(xué);2018年

3 牛r

本文編號(hào)：2600555