基于ADS100影像的城市建筑物信息提取

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liubifeng1392
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根据传感器搭载平台的不同,高分辨率遥感影像主要包括高分辨率卫星遥感影像、高分辨率数字航摄遥感影像、高分辨率陆基遥感影像。在上述影像中普遍存在建筑物、阴影、植被、道路、水系等地物信息。其中城市建筑物的种类及分部反映了当地政治、经济、人口等诸多信息,也反映出民族特色及风土人情,其相关研究成果在国防、灾害防治、城市规划发展、经济建设中有着重要的作用。但城市建筑物信息提取易受道路、裸土、水泥地面等的干扰,因此,如何高效准确的提取出建筑物成为行业研究的重点及难点。ADS100数字航摄仪搭载SH120型镜头,13条CCD扫描线,每个波段扫描线宽度可达20000像素值,影像包含红光波段、蓝光波段、绿光波段及近红外光波段。经查阅相关研究文献资料,发现罕有基于ADS100影像信息提取的相关研究,暂未发现任何使用该影像的城市建筑物提取研究。因此,本文在结合ADS100影像特性、建筑物特性、地物波谱关系的前提下,提出3种针对ADS-100影像的城市建筑物信息提取方法,从而完成数字航摄影像的准确的、稳定的、便捷的、普适的城市建筑物提取技术、模型研究,以促进数字航摄影像在地物信息解译领域更加广泛的使用。主要研究成果如下:(1)提出了针对ADS100影像的基于主成分变换、多波段组合的城市建筑物提取方法首先对ADS100影像多光谱数据进行主成分变换和信息增强,构建主成分第一分量比值运算(PC1/B)及差值运算(NIR-B);其次利用多峰直方图阈值法进行分割,得到两个混合建筑物二值图像;最后对这两个混合影像做逻辑与运算,从而达到剔除干扰地物的目的,得到城市建筑物信息。(2)提出了针对ADS-100影像的基于HSV色彩空间变换的城市建筑物提取方法首先将ADS-100影像由RGB色彩空间转化到HSV色彩空间,对亮度分量V进行阈值分割,得到混合建筑区S1;其次利用ADS100影像近红外波段、蓝光波段建立比值差值模型,采用多峰直方图阈值分割算法对其进行阈值分割得到混合区域S2;最后对S1和S2进行逻辑与运算,得到完整建筑物区域。(3)提出了针对ADS-100影像的基于特征分量的城市建筑物面向对象提取方法首先在充分理解ADS-100影像及影像中典型地物光谱信息的基础上利用图像增强处理,构建亮度特征分量、(NIR-B)/(NIR+B)特征分量、归一化植被指数NDVI特征分量进行建筑物信息增强;其次对构建好的特征分量进行波段重组,得到一幅三波段新影像;然后利用ENVI 5.5软件及多尺度分割面向对象信息提取技术,选择最优分割尺度,建立分割对象规则集进行信息提取;最后对提取结果进行精度检查与验证。大量实验表明,论文提出的三种方法既能有效消除裸土、硬化道路、水泥地面的影响,又能较为准确地检测出ADS100影像中的建筑物信息。经对比验证发现基于特征分量的ADS-100城市建筑物信息提取方法最为优良。
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