面向基元的城市建筑密度遥感信息获取研究

作     者：黄昭权 

作者单位：新疆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高敏华

授予年度：2006年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 081602[工学-摄影测量与遥感] 0816[工学-测绘科学与技术] 

主      题：TM影像 多分辨率分割 基元 建成区 建筑密度 

摘      要：随着遥感技术的发展,各种可供选择的遥感数据产品不断涌现。从大量的遥感数据中快速准确得挖掘所需要的信息成为当前遥感应用的迫切要求。遥感数字图像的信息提取技术的研究是遥感技术研究的重要方向之一。当前对遥感图像信息提取,主要集中于处理单个像元亮度值,像元间的天然的内在联系被舍弃了。即使采用纹理等影像特征辅助分类,其目的也仅是为了提高单个像元级的识别精度与可靠性,而未顾及到遥感影像中丰富的空间信息的提取。近年来出现的面向基元的遥感影像分析技术,和多空间尺度层次分析思想,为影像分析提供了新的解决方案。本文基于以上考虑,结合现有TM数据,对相关技术和思想,进行实践和探讨。 TM数据以其获取方便、较好的性价比等优点,在资源与环境研究领域中得到广泛的应用。但在城市研究中,由于该数据的空间分辨率相对较低,因此对该数据的利用主要集中于大城市扩展、城市热岛效应和城市绿地等方面。近年来,新的高空间分辨率遥感数据不断涌现,为城市研究提供了便利。但这些数据大多价格昂贵,而且反映的都是近五年的信息。因此TM数据在城市近二十年的历史尺度研究中具有无可比拟的优势,同时它的波段特性也较适宜城市目标的提取,只要能充分挖掘图像中包含的信息,该数据在城市研究中还有很大的利用价值。 本文依据TM数据资料的特点,采用最新的面向基元的图像分析技术,借鉴多空间层次相关信息提取的思想,对城市建成区建筑密度分布信息的提取做了探讨。本文开始先阐述了相关概念和目前相关研究的情况。然后,文章重点详细论述了TM数据的信息提取过程:首先对影像资料进行辐射校正、几何精校正和图像切割等预处理;然后对遥感影像在三个空间尺度上进行分割,分别提取特征空间;接着依据模糊数学原理,综合三个层次的信息,确定目标信息;最后生成混淆矩阵,对提取的信息进行精度评价,获得了较好的效果。目前为止利用TM图像,提取城市建成区建筑密度分布,还未见著于文献。本文利用上述方法,来提取乌鲁木齐市建成区建筑密度分布信息,并处理了四期遥感影像,简要分析了十三年的变化情况。算是对内外城市空间结构演变遥感调查方法的一种尝试。文章的最后部分讨论了本文所用方法的优点是可以利用遥感图像中地物的空间关系参与信息提取;存在的问题是分割参数,及信息提取都需要人工干预,方法的自动化程度低。