高空间分辨率卫星遥感技术在交通调查中的应用研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shiguanghuai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高空间分辨率卫星数据通常是指像素的空间分辨率在5m以内的全色或多光谱卫星遥感数据,影像上地物的几何结构和纹理信息更加明显,信息量更大。高分辨率数据的出现使得利用光谱空间特征来区分和判定地物类别的精度提高、数据更新的速度很快,数据处理的周期大大缩短,时效性更高;使得数据应用从宏观到微观、从定性到定量。交通调查与分析是为交通需求预测提供基础信息的重要环节,实时、快捷地获取交通现状是交通调查的根本任务。土地利用形态、道路基础设施以及交通小区人口等信息与空间地理位置密切相关,而高空间分辨率卫星遥感技术的上述特点,使其在获取空间地理信息方面有突出优势,因此将遥感新技术引用到交通领域来辅助交通调查,可以提高调查的效率和数据的时效性。本文以国家973计划项目“大城市交通拥堵瓶颈的基础科学问题研究”子课题之一《城市交通需求生成机理与瓶颈识别》为依托,研究了高空间分辨率卫星遥感技术在交通调查中应用的若干关键技术。论文研究的核心是利用高分辨率卫星遥感技术获取土地利用形态指标。   全文主要内容可分为五个部分:高空间分辨率遥感影像处理、高空间分辨率遥感影像土地利用分类、建筑物高度的提取方法、交通小区人口遥感估算、基于偏最小二乘原理的土地利用形态与交通发生量关系模型建立。第一部分是研究的基础与前期工作,是整个研究的准备阶段;第二、三部分是研究的核心,重点研究三维信息的提取技术与方法;第四、五部分是具体应用,应用所提取的三维信息推算交通规划所需基础数据。   第一部分首先对满足交通调查需求的影像预处理方法进行分析研究。本文针对高分辨率卫星影像的特点,研究了高分辨率影像的自身融合,在实验的基础上指出了各方法操作过程中的注意事项,以便提高融合质量,在对融合效果综合评价的基础上,确定了能满足研究要求的影像融合方法;接着阐明了影像几何精纠正的理论基础和GPS精密单点定位的技术原理与数学模型,通过实验分析了GPS精密单点定位技术的精度,证明了GPS精密单点定位技术完全可以满足高分辨率遥感影像几何精纠正的要求;最后提出了一种基于阈值的分区阴影检测方法,可以有效减少阴影误检率,提高阴影检测精度,并通过实验详细分析了阴影去除的方法与过程。   第二部分是本研究的核心之一。目前面向常规多光谱遥感影像,较为成熟的土地利用分类技术是以单个像元为基本操作单元,利用地物的光谱特征,依据一定的判别函数逐像元进行判别。显然,这些分类技术不能真正发挥高分辨率遥感图像的优势,因此,针对高空间分辨率遥感数据特点的面向对象分类技术应运而生。文中详细分析了面向对象分类技术中影像分割与对象生成、特征集构建以及模糊分类等关键技术,进行了面向交通规划的土地利用分类实验,对实验精度作了评估。结果表明:分类的总体分类精度为95.4%,Kappa系数可达0.9282,说明分类结果的内部一致性很高,将分类结果与实测结果对比,分类准确率在85%以上,大部分地物的分类准确率能达到90%。   第三部分系统研究了利用高分辨率卫星影像获取建筑物高度的方法,也是本研究的核心之一。首先,研究了利用阴影信息获取建筑物高度的方法,虽然高分辨率影像上的阴影十分明显,但阴影有各种形态,如面状、条状、完整的、不完整的、落在地面上的和落在其它建筑上的等等,针对阴影的不同形态,研究提出了不同的利用阴影获取建筑物高度的方法;其次,研究了用来替代卫星遥感影像严格成像模型的RPC(RationalPolynomial Coefficients)模型,揭示出RPC模型除了能建立点位的影像坐标与地理坐标的对应关系外,也能反映出某两点在影像上的坐标差与该两点高差间的对应关系,由此提出了利用建筑物的屋顶点与墙脚点的影像坐标差来获取建筑物高度的方法;最后,研究了用非量测数码相机获取建筑物近景照片确定控制点像空间坐标,根据建筑物固有的直角关系确定控制点物方坐标,建立共线方程并运用角锥体原理解算建筑物高度的方法。   第四、五部分是在第二、三部分研究基础上的应用研究,研究了交通小区人口遥感估算的理论与方法;阐明了利用高分辨率卫星影像获取土地使用类型与面积、各类用地上的建筑面积、建筑总面积、建筑密度、建筑容积率等土地利用指标的方法与过程,重点研究了基于偏最小二乘原理的土地利用形态与交通发生量相关关系模型的建立方法。
其他文献
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁的专用计算机系统。近十几年来,嵌入式系统的发展异常迅速,其应用也越来越广泛,尤其是在网络技术蓬勃发展的今天,
宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一,是严重危害妇女健康的疾病,筛查与早诊断早治疗是预防和控制子宫颈癌病变的主要手段洧效的筛查与早期治疗可以达到治愈的目的.我国每年新
随着高速公路的发展,车流量的增加,相应的高速公路交通拥挤、交通安全和环境污染等问题也逐渐表现出来。多年来,国内外的实践经验证明,解决高速公路的交通问题单纯依靠新建道路基
鉴于近几年空中交通流量的增长及可预见的未来容量需求,对目前的空域及机场进行科学的理论与仿真评估,具有十分重要的意义,而国内仿真评估技术的匮乏也制约了空域及机场容量
本学位论文依托课题组承担的国家自然科学基金项目“鼻咽癌光热特性及其光活检技术的研究”以及福建省自然科学基金重大项目、福建省教育厅重大科研项目等多个科研项目,深入
近年来,随着对武器跟踪系统要求的不断提高,对电视跟踪仪的的视轴稳定的要求也日趋严格。视轴变化将引起跟踪瞄准系统的误差。目前舰载电视跟踪系统多采用直接把电视跟踪仪安装
近年来,随着环渤海经济一体化进程的加快和水上交通运输业的发展,进出渤海湾船舶流量不断增加。作为进出渤海湾的主要通道之一,老铁山水道的船舶通航密度不断加大。同时,各种自然
随着经济的快速发展,城市居民人均可支配收入快速增长,人民生活水平不断提高。在解决了温饱需求之后,进入了以汽车、住房为代表的改善生活质量的消费时代。小汽车作为新一代的代
随着社会的进步和科技的发展,传统的表达方式和信息传输方式早已不能满足人们的需求。人们不再满足于单纯的语音信号和文字数据的传输,而是期盼使用多种表示媒体。通过网络进
散射介质内的多重散射使得入射光波前被严重扭曲,最终导致散射介质后的物体无法被普通的光学成像系统观测到。虽然自适应光学技术、相位共轭成像技术、散斑相关成像技术和散射