星載雷達遙感數(shù)據(jù)土地覆蓋分類方法研究
發(fā)布時間:2020-12-25 21:59
土地覆蓋分類研究對土地利用、生態(tài)系統(tǒng)退化、環(huán)境保護等工作的開展具有重要意義,受到廣泛重視。面向?qū)ο蟮膱D像分類方法(object-oriented image classification)是近年來遙感領(lǐng)域備受關(guān)注的前沿圖像處理技術(shù)之一,合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)可提供大范圍地表數(shù)據(jù)支持;诤铣煽讖嚼走_成像的土地覆蓋分類研究是當(dāng)前遙感圖像處理的前沿和熱點。本文提出了一種基于極化SAR數(shù)據(jù)的面向?qū)ο笸恋馗采w分類方法,該方法設(shè)計了一種新型多通道圖像分割算法和集成極限學(xué)習(xí)機(Ensemble Extreme Learning Machine,Ensemble-ELM)分類器,并選用了三個不同地區(qū)(蚌埠、新加坡、錫林浩特)的哨兵一號(Sentinel-1A)SAR數(shù)據(jù)對本文提出的土地覆蓋分類方法進行了驗證和評估。在圖像分割階段,本文設(shè)計并實現(xiàn)了針對SAR圖像分割任務(wù)的多通道圖像分割算法。該方法首先采用傳統(tǒng)分水嶺算法對SAR圖像進行初步分割,提供小的圖像分割塊用于后續(xù)進行融合;其次基于SAR圖像的極化信息與形狀特征設(shè)計了一種改進的區(qū)域融合算法以合并過...
【文章來源】: 毛雪玥 電子科技大學(xué)
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
光學(xué)傳感器成像時存在弊端
第二章SAR圖像分類基本理論與總體方案設(shè)計132.1.2.3圖像對象分類將SAR圖像分割成若干個適當(dāng)?shù)膱D像對象后,可根據(jù)所設(shè)置的特征建立相應(yīng)的分類規(guī)則,再通過具體的分類器將每個圖像對象分配給一個類,實現(xiàn)圖像對象與實際地物之間一一對應(yīng)的關(guān)系,從而對整個圖像進行分類。在整個面向?qū)ο髨D像分類流程中,選擇合適的分類方法是一個重要議題。像分類流程中,選擇合適的分類方法是一個重要議題。本文第一章中所提到的非監(jiān)督分類和監(jiān)督分類方法大都可以應(yīng)用在面向?qū)ο蠓诸愔,目前,機器學(xué)習(xí)已經(jīng)成為解決分類任務(wù)的主流方法。2.2總體研究方案2.2.1設(shè)計方案基于本文總體研究目標(biāo),即基于SAR圖像的面向?qū)ο笸恋馗采w分類方法研究,整體設(shè)計框架圖如圖2-1所示:圖2-1整體設(shè)計框圖首先,確定本文所用SAR數(shù)據(jù)源為歐洲航空局所提供的哨兵一號(Sentinel-1)雙極化衛(wèi)星數(shù)據(jù),并對其進行預(yù)處理,包括SAR圖像去噪及SAR圖像與光學(xué)圖像校準(zhǔn),以減少或去除可能對分類結(jié)果產(chǎn)生影響的干擾因素,以此有效提高分類精度。本文使用歐洲航天局提供的SentinelApplicationPlatform(SNAP)軟件對Sentinel衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和校準(zhǔn)[51],SAR圖像預(yù)處理過程包括熱噪聲去除、
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文16片如下圖2-2所示。圖2-2蚌埠地區(qū)SAR圖像2.2.2.2新加坡地區(qū)區(qū)域概況新加坡是東南亞中南半島南端的一個城邦島國、城市國家。該國位于馬來半島南端,位于經(jīng)度1°35′,緯度103°82′之間,新加坡南部由新加坡海峽將其與印尼相隔,北部由柔佛海峽將其與西馬來西亞相隔,新柔長堤與第二通道兩座橋梁將新加坡與馬來西亞兩國相連,地理位置十分重要。新加坡全國由63個島嶼組成,陸地總面積約700平方公里,人口570萬。新加坡地處赤道附近,屬典型的熱帶氣候,雨量充沛,氣溫高而均勻,全年濕度高。島上的景觀以人造結(jié)構(gòu)為主,大部分是住宅和商業(yè)結(jié)構(gòu),鄉(xiāng)村和城市景觀之間的區(qū)別很模糊[54]。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,現(xiàn)今新加坡土地覆被分布的50%以上為城市結(jié)構(gòu)所覆蓋,植被比例明顯下降。新加坡城市化程度很高,因此迫切需要森林保護。如今,政府頒布了強有力的防止侵占和毀林的政策,該國剩余的大部分森林都作為保留地得到保護。本文新加坡作為一個研究區(qū)域,其主要動機在于了解本文提出的土地覆蓋分類方法在應(yīng)用于像新加坡這樣的城市化國家時的有效性和準(zhǔn)確性,并為新加坡政府實施森林砍伐政策提供有力的工具。實驗中采用2019年8月5日采集的Sentinel-1ASAR數(shù)據(jù)和2019年8月7日采集的相應(yīng)的Sentinel-2A光學(xué)數(shù)據(jù)。經(jīng)過預(yù)處理的新加坡地區(qū)SAR圖片如下圖2-3所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于Sentinel-1A極化SAR數(shù)據(jù)與面向?qū)ο蠓椒ǖ纳絽^(qū)地表覆被分類[J]. 向海燕,羅紅霞,劉光鵬,楊任飛,雷茜,程玉絲,陳婧祎. 自然資源學(xué)報. 2017(12)
[2]Sentinel-1衛(wèi)星綜述[J]. 楊魁,楊建兵,江冰茹. 城市勘測. 2015(02)
[3]面向?qū)ο蟮母叻直媛蔛AR圖像處理及應(yīng)用[J]. 張紅,葉曦,王超,張波,吳樊,湯益先. 中國圖象圖形學(xué)報. 2014(03)
[4]土地利用/土地覆被分類系統(tǒng)研究進展[J]. 張景華,封志明,姜魯光. 資源科學(xué). 2011(06)
[5]遙感影像監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類的比較[J]. 趙春霞,錢樂祥. 河南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2004(03)
[6]遙感地學(xué)智能圖解模型支持下的土地覆蓋/土地利用分類[J]. 駱劍承,周成虎,楊艷. 自然資源學(xué)報. 2001(02)
[7]國際上土地利用/土地覆蓋變化研究的新進展[J]. 陳佑啟,楊鵬. 經(jīng)濟地理. 2001(01)
[8]全球環(huán)境變化研究的核心領(lǐng)域──土地利用/土地覆被變化的國際研究動向[J]. 李秀彬. 地理學(xué)報. 1996(06)
博士論文
[1]基于聚類分析的圖像分割算法研究[D]. 許曉麗.哈爾濱工程大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SAR圖像分類[D]. 許開煒.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的遙感影像分類研究[D]. 李源泰.昆明理工大學(xué) 2010
本文編號:2938461
【文章來源】: 毛雪玥 電子科技大學(xué)
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
光學(xué)傳感器成像時存在弊端
第二章SAR圖像分類基本理論與總體方案設(shè)計132.1.2.3圖像對象分類將SAR圖像分割成若干個適當(dāng)?shù)膱D像對象后,可根據(jù)所設(shè)置的特征建立相應(yīng)的分類規(guī)則,再通過具體的分類器將每個圖像對象分配給一個類,實現(xiàn)圖像對象與實際地物之間一一對應(yīng)的關(guān)系,從而對整個圖像進行分類。在整個面向?qū)ο髨D像分類流程中,選擇合適的分類方法是一個重要議題。像分類流程中,選擇合適的分類方法是一個重要議題。本文第一章中所提到的非監(jiān)督分類和監(jiān)督分類方法大都可以應(yīng)用在面向?qū)ο蠓诸愔,目前,機器學(xué)習(xí)已經(jīng)成為解決分類任務(wù)的主流方法。2.2總體研究方案2.2.1設(shè)計方案基于本文總體研究目標(biāo),即基于SAR圖像的面向?qū)ο笸恋馗采w分類方法研究,整體設(shè)計框架圖如圖2-1所示:圖2-1整體設(shè)計框圖首先,確定本文所用SAR數(shù)據(jù)源為歐洲航空局所提供的哨兵一號(Sentinel-1)雙極化衛(wèi)星數(shù)據(jù),并對其進行預(yù)處理,包括SAR圖像去噪及SAR圖像與光學(xué)圖像校準(zhǔn),以減少或去除可能對分類結(jié)果產(chǎn)生影響的干擾因素,以此有效提高分類精度。本文使用歐洲航天局提供的SentinelApplicationPlatform(SNAP)軟件對Sentinel衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和校準(zhǔn)[51],SAR圖像預(yù)處理過程包括熱噪聲去除、
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文16片如下圖2-2所示。圖2-2蚌埠地區(qū)SAR圖像2.2.2.2新加坡地區(qū)區(qū)域概況新加坡是東南亞中南半島南端的一個城邦島國、城市國家。該國位于馬來半島南端,位于經(jīng)度1°35′,緯度103°82′之間,新加坡南部由新加坡海峽將其與印尼相隔,北部由柔佛海峽將其與西馬來西亞相隔,新柔長堤與第二通道兩座橋梁將新加坡與馬來西亞兩國相連,地理位置十分重要。新加坡全國由63個島嶼組成,陸地總面積約700平方公里,人口570萬。新加坡地處赤道附近,屬典型的熱帶氣候,雨量充沛,氣溫高而均勻,全年濕度高。島上的景觀以人造結(jié)構(gòu)為主,大部分是住宅和商業(yè)結(jié)構(gòu),鄉(xiāng)村和城市景觀之間的區(qū)別很模糊[54]。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,現(xiàn)今新加坡土地覆被分布的50%以上為城市結(jié)構(gòu)所覆蓋,植被比例明顯下降。新加坡城市化程度很高,因此迫切需要森林保護。如今,政府頒布了強有力的防止侵占和毀林的政策,該國剩余的大部分森林都作為保留地得到保護。本文新加坡作為一個研究區(qū)域,其主要動機在于了解本文提出的土地覆蓋分類方法在應(yīng)用于像新加坡這樣的城市化國家時的有效性和準(zhǔn)確性,并為新加坡政府實施森林砍伐政策提供有力的工具。實驗中采用2019年8月5日采集的Sentinel-1ASAR數(shù)據(jù)和2019年8月7日采集的相應(yīng)的Sentinel-2A光學(xué)數(shù)據(jù)。經(jīng)過預(yù)處理的新加坡地區(qū)SAR圖片如下圖2-3所示。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于Sentinel-1A極化SAR數(shù)據(jù)與面向?qū)ο蠓椒ǖ纳絽^(qū)地表覆被分類[J]. 向海燕,羅紅霞,劉光鵬,楊任飛,雷茜,程玉絲,陳婧祎. 自然資源學(xué)報. 2017(12)
[2]Sentinel-1衛(wèi)星綜述[J]. 楊魁,楊建兵,江冰茹. 城市勘測. 2015(02)
[3]面向?qū)ο蟮母叻直媛蔛AR圖像處理及應(yīng)用[J]. 張紅,葉曦,王超,張波,吳樊,湯益先. 中國圖象圖形學(xué)報. 2014(03)
[4]土地利用/土地覆被分類系統(tǒng)研究進展[J]. 張景華,封志明,姜魯光. 資源科學(xué). 2011(06)
[5]遙感影像監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類的比較[J]. 趙春霞,錢樂祥. 河南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2004(03)
[6]遙感地學(xué)智能圖解模型支持下的土地覆蓋/土地利用分類[J]. 駱劍承,周成虎,楊艷. 自然資源學(xué)報. 2001(02)
[7]國際上土地利用/土地覆蓋變化研究的新進展[J]. 陳佑啟,楊鵬. 經(jīng)濟地理. 2001(01)
[8]全球環(huán)境變化研究的核心領(lǐng)域──土地利用/土地覆被變化的國際研究動向[J]. 李秀彬. 地理學(xué)報. 1996(06)
博士論文
[1]基于聚類分析的圖像分割算法研究[D]. 許曉麗.哈爾濱工程大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的SAR圖像分類[D]. 許開煒.合肥工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的遙感影像分類研究[D]. 李源泰.昆明理工大學(xué) 2010
本文編號:2938461
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