基于改进SLIC算法的融合影像水体提取研究 ——以GF-1与GF-3为例

论文摘要

由于厄尔尼诺现象以及各种气候因素的变化,赣南地区洪涝灾害呈频发多发之势,给赣南带来较大的经济损失,利用SAR影像影像进行水体变化监测,并应用于洪涝灾害的防灾减灾有着非常重要的实际意义。当前提高水体提取精度的方法主要有:一是从影像质量入手,二是从提取方法的效率与精度入手。从影像质量方面来看,单一的遥感影像进行水体监测有时并不能满足人们的需求,如多光谱影像数据具有多谱段信息,但容易收到气候的干扰,雷达影像虽然可以弥补光学影像的不足,然而雷达影像中的噪声及阴影也会对结果造成影响;从提取方法方面来看,阈值法计算快捷,但是阈值选取较为困难,一些学者提出在阈值提取前进行超像素分割,提高阈值选取精度,但是结果并不让人满意。本文在以上两种方法基础上开展研究,将高分一号影像与高分三号影像融合,并改进SLIC算法以实现更精确的水体信息提取。论文的主要研究工作与成果如下:（1）对研究区域的高分一号与高分三号影像使用常用融合方法进行融合,包括Brovey变换法、Gram-Schmidt变换法、HSV变换法、PC Spetral sharpening以及小波变换法,并对融合结果进行分析评价,从结果分析可以得出,HSV变换法将高分一号与高分三号SAR影像融合的更佳,融合的影像相比于其他融合影像具有更好的光谱信息与细节信息。（2）将两类影像的水体提取效果进行对比。对比原始影像与融合影像水体提取结果,使用NDWI方法提取的原始影像水体精度为78.23%,提取错误率达到了12.13%,使用NDWI方法提取的融合影像水体精度为85.94%,错误率为9.41%,结果表明融合影像水体提取效果要好于原始影像。（3）提出一种引入纹理特征的改进SLIC算法,使用该算法与经典的OTSU阈值法结合进行水体提取研究,并与经典的SLIC算法进行对比分析。从水体提取面积来看,经典方法水体提取精度只有85.10%,而改进方法水体提取精度达到90.50%,由此得出改进的SLIC水体提取效果要好于经典算法。

论文目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的与意义

1.3 影像融合国内外研究现状

1.4 水体提取国内外研究现状

1.5 本文研究内容

1.6 技术路线

第二章研究区概况与数据源

2.1 研究区域概况

2.1.1 地理位置

2.1.2 地形地貌

2.1.3 气候

2.2 实验影像数据

2.2.1 高分一号数据

2.2.2 高分三号数据

第三章高分一号影像与高分三号影像预处理

3.1 高分影像预处理

3.1.1 高分一号影像校正

3.1.2 高分一号影像裁切

3.2 高分三号SAR影像预处理

3.2.1 数据导入

3.2.2 辐射定标

3.2.3 复数转强度/幅度

3.2.4 多视

3.2.5 滤波

3.2.6 地理编码

3.3 本章小结

第四章高分影像与雷达影像融合

4.1 影像融合概述

4.2 几种常见影像融合方法。

4.2.1 Brovey变换法

4.2.2 Gram-Schmidt变换融合法

4.2.3 HSV变换法

4.2.4 PC Spetral sharpening

4.2.5 小波变换法

4.3 影像融合实验

4.3.1 Brovey变换法融合处理

4.3.2 Gram-Schmidt变换融合法融合处理

4.3.3 HSV变换法融合处理

4.3.4 PC Spetral sharpening融合处理

4.3.5 小波变换法融合处理

4.4 融合效果评价

4.4.1 影像融合评价指标介绍

4.4.2 融合效果定量评价

4.5 小结

第五章融合影像水体提取

5.1 改进的超像素分割方法SLIC

5.1.1 经典超像素分割方法SLIC

5.1.2 改进SLIC算法详解

5.2 OTSU阈值分割

5.3 水体提取实验与分析

5.3.1 对比实验

5.3.2 实验结果分析

5.3.3 精度评价

5.4 小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 不足与展望

参考文献

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周琳

导师: 康俊锋

关键词: 高分一号,高分三号,影像融合,水体提取

来源: 江西理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学,气象学

单位: 江西理工大学

分类号: P237;P426.616

总页数: 59

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