面向对象框架下基于深度学习的高分辨率遥感影像分类

论文摘要

近十年来,随着高分辨率对地观观测技术的迅速发展,卫星遥感影像已经全面进入了亚米级时代,高空间分辨率遥感影像已经广泛应用于土地利用/覆盖遥感制图、地理国情监测、智慧城市、国土安全、灾害应急、林业和农业等领域。然而随着遥感影像空间分辨率的提高,地物信息呈现高度细节化,影像中的地物类内方差增大,不同地物类之间方差减少,使得影像中不同地物的光谱统计分布更复杂,同时地物细节信息、几何结构和纹理特征等也更加明显,这些特点使得传统的面向像元光谱处理方法已经不适应高分辨率遥感影像智能解译。近年来,国内外学者通过大量特征的提取算法,提高了高分辨率遥感影像在特征空间的可分性,有效地提高了高分辨率影像分类精度。这些特征多为低层特征和中层语义特征,无法描述高层次特征信息。深度学习通过多层的抽象可以得到高层特征,但多次特征提取与抽象模糊了边界信息,分类结果不能描述地物精确的边界。针对高分辨率影像分类中存在的问题,本文将面向对象影像分析方法引入深度学习,提出面向对象的深度学习的高分辨率遥感影像分类框架,并应用于高分辨率遥感影像分类。本文主要研究内容如下:1.针对高分辨率遥感影像信息提取面临的问题,阐述和分析了现有高分辨率遥感影像分类算法优缺点,并综述了高分辨遥感影像分割方与分类方法的发展与研究现状。系统介绍了面向对象影像分析方法和深度学习的基本理论、方法和高分辨率遥感影像分割与分类的定量评价指标。2.通过分析已有高分辨率影像分割合并准则存在的问题和地物光谱特性,提出了一种融合地学多波谱指数的高分辨率遥感影像分割算法。波谱指数模型通过特定波谱间的数学运算,增强特定目标地物,弱化背景信息,将有利于遥感影像分割。该算法主要利用地学多波谱指数指导特定地物目标的多尺度分割。具体流程包括:(1)利用均值漂移分割算法获得初始分割结果;(2)在初始分割结果基础上构建对象邻接图(OAG),采用光谱差异性、形状紧凑度指数与地学多波谱指数建立不同地物的合并准则,根据合并准则构建多尺度分割结果;(3)通过统计各尺度分割结果的全局特征确定最优分割尺度。通过两个高分辨率遥感影像数据进行实验,验证该算法的性能,并与典型的分型网络演化算法和均值漂移分割算法对比分析,该算法获得更高的分割精度和视觉效果。3.提出了面向对象框架下基于深度学习的高分辨率遥感影像分类算法。针对传统高分辨率遥感影像分类特征设计与提取方法表达能力不足、地物识别能力有限和基于深度学习的地物边界模糊的问题。本文将面向对象影像分析方法与深度学习结合。首先根据融合多波谱指数的高分辨率影像分割算法获取影像的多尺度分割结果,以对象作为基本处理单元,提取对象的形状、纹理、上下文等低层特征,输入深度卷积神经网络获得单尺度深度特征,然后将这些单尺度深度特征融合得到多尺度深度特征;最后利用对象多尺度深度特征进行高分辨率遥感影像分类。通过三个高分辨率遥感影像进行实验验证,并与其他的多尺度表达和不同分类算法进行对比实验,实验结果表明该算法具有更高的分类精度。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张萌

导师: 洪亮

关键词: 高分辨率遥感影像,多尺度分割,面向对象的影像分类,深度学习,深度卷积网络

来源: 云南师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 云南师范大学

分类号: P237

总页数: 89

文件大小: 15500K

下载量: 617

相关论文文献

• [1].利用高分辨率光谱和从头算理论研究9-甲基蔥的大振幅运动（英文）[J]. Chinese Journal of Chemical Physics 2020(01)
• [2].冠层垂直变化的高分辨率激光观测[J]. 气象科技进展 2020(02)
• [3].高分辨率测绘卫星应用及其标准建设研究初探[J]. 地理空间信息 2020(05)
• [4].高分辨率CT诊断儿童闭塞性毛细支气管炎的价值[J]. 河北北方学院学报(自然科学版) 2018(12)
• [5].高分辨率CT在诊断特发性肺间质纤维化中的应用价值[J]. 影像研究与医学应用 2019(08)
• [6].高分辨率CT扫描在特发性肺间质纤维化诊断中的价值[J]. 基层医学论坛 2018(19)
• [7].从太空看地球——高分辨率照片[J]. 太空探索 2008(03)
• [8].双显示 爸妈不犯愁[J]. 电脑爱好者 2010(04)
• [9].高分辨率CT诊断儿童闭塞性毛细支气管炎的价值[J]. 分子影像学杂志 2018(02)
• [10].琼脂糖以及高分辨率琼脂糖制备方法研究进展[J]. 广州化工 2016(11)
• [11].星载高分辨率宽幅成像技术分析[J]. 现代雷达 2011(01)
• [12].高分辨率航空影像在第三次国土调查中的应用优势[J]. 科技与创新 2020(08)
• [13].高分辨率CT在弥漫性细支气管炎诊断中的应用价值[J]. 临床合理用药杂志 2018(06)
• [14].《资源环境高分辨率遥感应用研究》[J]. 气象 2016(09)
• [15].高分辨率光学卫星测绘技术综述[J]. 航天返回与遥感 2020(02)
• [16].从含噪采样重建稀疏表达的高分辨率深度图[J]. 计算机辅助设计与图形学学报 2016(02)
• [17].令人惊叹的高分辨率[J]. 摄影之友 2018(12)
• [18].3维电子地图的高分辨率输出[J]. 测绘科学技术学报 2011(04)
• [19].高分辨率CT扫描在特发性肺间质纤维化诊断价值分析[J]. 影像研究与医学应用 2018(24)
• [20].高分辨率CT靶扫描技术对肺磨玻璃密度结节的诊断价值分析[J]. 解放军预防医学杂志 2019(02)
• [21].肺部纯磨玻璃结节高分辨率CT影像特征探究[J]. 现代医用影像学 2019(04)
• [22].城市近地面高分辨率快速风场模型构建与应用[J]. 气象 2019(07)
• [23].高分辨率曲面重建成像在腰骶部周围神经病变中的临床应用[J]. 现代医学 2015(09)
• [24].让指针移动更流畅——高分辨率鼠标导购[J]. 电脑知识与技术(经验技巧) 2015(09)
• [25].高分辨率立体卫星影像应用潜力研究[J]. 咸阳师范学院学报 2012(06)
• [26].基于广义S变换的地震高分辨率分析[J]. 自动化技术与应用 2009(10)
• [27].胸部高分辨率CT扫描技术的临床应用价值[J]. 现代医用影像学 2018(02)
• [28].高分辨率熔解技术检测冠心病关联基因标签单核苷酸多态性[J]. 临床检验杂志 2015(01)
• [29].高分辨率 AOC 917F wh[J]. 数码先锋 2008(07)
• [30].高分辨率敏捷卫星颤振对成像的影响分析方法[J]. 航天返回与遥感 2014(02)

标签：高分辨率遥感影像论文;  多尺度分割论文;  面向对象的影像分类论文;  深度学习论文;  深度卷积网络论文;