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图谱迭代反馈的自适应水体信息提取方法

测绘学报 2011年第5期40卷 544-550页

作者：胡晓东骆剑承夏列钢沈占锋朱长明乔程中国科学院遥感应用研究所北京100101 中国科学院研究生院北京100049 浙江工业大学软件学院浙江杭州310023

提出图谱迭代反馈模型,结合空间聚合图特征和非线性谱映射结果的优点,设计图谱迭代反馈机制,并通过自适应信息计算方法自动地调整提取参数,逐步地计算逼近正确的专题区域边界。结合水体提取案例,在分析当前较为有效的水体提取方法基础上... 详细信息

提出图谱迭代反馈模型,结合空间聚合图特征和非线性谱映射结果的优点,设计图谱迭代反馈机制,并通过自适应信息计算方法自动地调整提取参数,逐步地计算逼近正确的专题区域边界。结合水体提取案例,在分析当前较为有效的水体提取方法基础上,选取ETM影像作为数据源,提出图谱迭代反馈的自适应水体信息提取(WERSTP)理论与方法。试验比较表明,该方法能充分结合基于指数和基于光谱分类提取方法的优势并成功融入水体空间分布特征,获得较好的提取效果。

关键词：水体信息提取空间聚合图谱特征映射迭代计算遥感图谱信息

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图像分类中基于核映射的光谱匹配度量方法

测绘学报 2012年第4期41卷 591-596,604页

作者：夏列钢王卫红胡晓东骆剑承中国科学院遥感应用研究所北京100101 中国科学院研究生院北京100049 浙江工业大学计算机科学与技术学院/软件学院浙江杭州310023

针对多光谱遥感数据特点利用SSV匹配技术改进高斯核函数得到新的KSSV函数,然后在由KSSV核函数映射得到的高维空间中利用SAM匹配技术代替基于欧氏距离的相似性度量。如此可以充分挖掘多光谱影像中的波谱特征信息并有效利用,提高模式识别... 详细信息

针对多光谱遥感数据特点利用SSV匹配技术改进高斯核函数得到新的KSSV函数,然后在由KSSV核函数映射得到的高维空间中利用SAM匹配技术代替基于欧氏距离的相似性度量。如此可以充分挖掘多光谱影像中的波谱特征信息并有效利用,提高模式识别方法应用的有效性。将此方法分别应用于非监督分类(k均值)与监督分类(最小距离、SVM)的试验表明,改进度量的分类方法可显著提高地类间的可区分度并有效降低类内的不一致性,更有效针对多光谱遥感影像中的地物类型,获得较好的精度改进。

关键词：相似性度量光谱匹配核映射 k均值聚类支撑向量机

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面向对象的遥感影像多层次迭代分类方法研究

武汉大学学报（信息科学版） 2011年第10期36卷 1154-1158页

作者：王卫红夏列钢骆剑承胡晓东浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州市潮王路18号310032 中国科学院遥感应用研究所

在分析应用对象化分析方法改进高空间分辨率遥感影像分类技术的基础上,提出了应用多层次的迭代模型改进分类流程,在自适应的迭代过程中有效地结合主导类别选择、高级对象特征计算、基于互信息的特征选择等技术提高对象化方法中丰富的影... 详细信息

在分析应用对象化分析方法改进高空间分辨率遥感影像分类技术的基础上,提出了应用多层次的迭代模型改进分类流程,在自适应的迭代过程中有效地结合主导类别选择、高级对象特征计算、基于互信息的特征选择等技术提高对象化方法中丰富的影像特征的利用效率,同时,有机结合像素级特征信息弥补对象化特征。通过对SPOT5影像与航空影像两种数据源的土地覆盖分类的实验表明,该方法可以有效地提高分类精度。

关键词：对象化分层分类迭代模型最大互信息

耦合“图—谱”特征的遥感影像自动分类方法研究

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耦合“图—谱”特征的遥感影像自动分类方法研究

作者：夏列钢浙江工业大学

学位级别：硕士

遥感影像分类是遥感数据处理的核心内容之一,也是土地覆盖分类、资源环境调查等应用的重要基础。随着遥感观测技术的发展和行业应用的深入,分类的自动化程度和结果精度之间的矛盾越来越突出,如何合理解决这一矛盾已逐渐成为各种分类方... 详细信息

遥感影像分类是遥感数据处理的核心内容之一,也是土地覆盖分类、资源环境调查等应用的重要基础。随着遥感观测技术的发展和行业应用的深入,分类的自动化程度和结果精度之间的矛盾越来越突出,如何合理解决这一矛盾已逐渐成为各种分类方法研究的主要目标之一。目前的分类方法或多或少需要人工参与,难以适应大数据量、定量化等应用需求。本文提出了完全脱离人工操作的全自动分类的概念,通过结合图谱耦合认知理论与模式识别方法,将遥感分类过程细化为特征学习、模式学习两个过程,在保证分类精度的前提下,初步实现了遥感影像的全自动分类。本文的主要研究工作和成果如下:1.在研究现有分类方法的基础上,建立了遥感影像自动分类体系,具体包括像素级自动分类与对象级自动分类,分别对应不同空间分辨率多光谱数据的自动化分类。2.分别以改进的光谱匹配技术提高谱特征提取的精度,以形状匹配技术与非线性回归实现图特征的精确提取,从而实现了自动化分类中关键的样本自动选取过程。3.通过模糊支撑向量机(Support Vector Machine,SVM)分类方法与带有隶属度的自动样本相结合,实现了模式学习过程的定量化控制,提高分类结果的精度。4.建立了多层次迭代分类模型实现“图-谱”特征的耦合,同时构建知识融入机制以不断优化最终分类结果。5.根据上述自动化分类方法开发了原型系统,并在不同区域的土地覆盖分类中得到了应用,取得了较好的效果。虽然从自动分类概念的提出到系统的开发应用已经取得了不少成果,但是当前的研究中还存在较多不足,如分类过程中没有考虑尺度因素对于影像特征、类型的影响,在深入研究过程中需要特别注意,同时还需要提高先验知识库的科学性与适用性,另外将多分类器结合迭代分类模型等方面也需要进一步研究。

关键词：遥感影像自动分类图谱耦合自动样本选择模糊SVM分类多层次迭代模型土地覆盖分类

应用湖泊中心点作为控制点实现大区域遥感影像的配准

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遥感学报 2013年第5期17卷 1118-1130页

作者：沈占锋 SHENG Yongwei 骆剑承夏列钢中国科学院遥感与数字地球研究所北京100101 Department of Geography University of California Los Angeles (UCLA)Los Angelesca90095

在进行北美阿拉斯加地区多期影像湖泊变化分析过程中,由于该区域长期被冰雪及湖泊覆盖,几乎没有较明显的地面标志点可作为影像配准控制点,给影像的配准工作带来困难。在分析长时相区域湖泊形状变化的基础上,认为湖泊中最稳定的点为湖泊... 详细信息

在进行北美阿拉斯加地区多期影像湖泊变化分析过程中,由于该区域长期被冰雪及湖泊覆盖,几乎没有较明显的地面标志点可作为影像配准控制点,给影像的配准工作带来困难。在分析长时相区域湖泊形状变化的基础上,认为湖泊中最稳定的点为湖泊的中心点,该点位置随湖泊面积的变化不大,可以作为影像配准的控制点。与多边形质心相比,多边形的最大内圆圆心始终位于多边形的内部,且以该点为圆心的内圆半径最大(对应的内圆即为最大内圆),其计算方法可以应用矢量多边形的Voronoi图来求得。本文在分析简单多边形Voronoi图性质及其计算方法的基础上,提出了一种面向复杂多边形的最大内圆圆心点查找方法,给出了其算法实现流程与算法的复杂度分析。通过北美阿拉斯加地区湖泊最大内圆圆心查找的测试实例,表明本文提出的方法能够较好地计算出各种复杂矢量多边形的最大内圆圆心点,并达到较高的计算效率,且以多边形最大内圆圆心点作为配准点实现的影像间配准效果也较好。

关键词： Voronoi图最大内圆圆心复杂多边形阿拉斯加

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等值线追踪生成等值面过程中的算法策略

武汉大学学报（信息科学版） 2015年第9期40卷 1201-1208页

作者：沈占锋夏列钢程熙胡晓东骆剑承中国科学院遥感与数字地球研究所北京100101 成都理工大学地球物理学院四川成都610059

等值面的生成可以通过等值线追踪来实现。现有的等值线追踪方法不但缺少对具体等值线追踪策略的详细描述,而且还缺少岛的拓扑关系分析及等值面属性的判断过程。本文通过分析等值面生成过程中的等值线追踪方法,提出了一种基于等值线追踪... 详细信息

等值面的生成可以通过等值线追踪来实现。现有的等值线追踪方法不但缺少对具体等值线追踪策略的详细描述,而且还缺少岛的拓扑关系分析及等值面属性的判断过程。本文通过分析等值面生成过程中的等值线追踪方法,提出了一种基于等值线追踪的等值面快速生成算法,并给出了追踪过程中的几个重要的数据结构及追踪策略,能够解决多种情况下的等值面生成问题,并重点对等值线追踪过程中岛的处理、拓扑关系分析、等值面属性判断等方面进行剖析。实际应用表明,该算法具有较好的鲁棒性,并能得到较高的算法追踪效率。

关键词：等值线追踪等值面拓扑分析等值线填充

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批量遥感影像湖泊提取后的矢量拼接策略问题

武汉大学学报（信息科学版） 2015年第4期40卷 444-451页

作者：沈占锋李均力夏列钢吴炜骆剑承中国科学院遥感与数字地球研究所北京100101 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830001 浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023

在遥感影像湖泊提取结果进行矢量化之后,需要对多景影像的湖泊提取矢量数据进行拼接并形成湖泊信息专题图,不同的拼接策略直接决定区域湖泊数据拼接的效率。结合湖泊提取结果的矢量数据拼接与专题图制作问题,在分析矢量数据拼接原理与... 详细信息

在遥感影像湖泊提取结果进行矢量化之后,需要对多景影像的湖泊提取矢量数据进行拼接并形成湖泊信息专题图,不同的拼接策略直接决定区域湖泊数据拼接的效率。结合湖泊提取结果的矢量数据拼接与专题图制作问题,在分析矢量数据拼接原理与过程的基础上,首先分析了两景矢量数据的拼接方法与最佳策略,重点研究了面向大区域多景矢量数据的拼接策略,提出了两种实用的高效矢量数据拼接方法,即基于任务队列与基于间隔选择的策略,分析了不同策略的特点与适用情况。实际应用中,可以根据实际情况进行选择,较大程度地提高矢量数据拼接的效率。

关键词：矢量拼接湖泊策略任务队列间隔选择

集成夜间灯光数据与Landsat TM影像的不透水面自动提取方法研究

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地球信息科学学报 2017年第10期19卷 1364-1374页

作者：程熙吴炜夏列钢罗瑞沈占锋成都理工大学地球物理学院成都610059 浙江工业大学计算机与技术学院杭州310014 中国科学院遥感与数字地球研究所北京100101 中国科学院大学北京100101

利用多源遥感数据提取不透水面信息是一个重要的研究方向。针对以往研究中多需要人工选取不透水面样本进行模型训练的问题,本文通过整合夜间灯光遥感与Landsat TM影像中的空间和光谱信息实现了不透水面覆盖范围(Impervious Surface Area... 详细信息

利用多源遥感数据提取不透水面信息是一个重要的研究方向。针对以往研究中多需要人工选取不透水面样本进行模型训练的问题,本文通过整合夜间灯光遥感与Landsat TM影像中的空间和光谱信息实现了不透水面覆盖范围(Impervious Surface Area,ISA)的自动提取。首先根据夜间灯光的分布来定位ISA聚集的城市区域的位置,分别在城市区域内部和外部自动提取可靠性高的ISA及非ISA样本,然后通过迭代分类提取城市区域的ISA,再以此为样本对城市区域外部进行分类,最后将分类结果整合完成整幅影像的ISA提取流程。应用本方法对美国雪城地区的DMSP/OLS夜间灯光影像上提取了84个城市区域,提取精度大于95%。从中分别选择高ISA密度和低ISA密度的2个城市区域作为ISA提取的测试区,本文方法在城市区域内的ISA提取总体精度与kappa系数分别为88.23%和0.63;在城市区域外部为78.6%和0.54,均优于人工样本选取方法的提取精度,表明该方法能够实现精度稳定且高效的ISA自动提取。

关键词：不透水面自动提取 Landsat TM 夜间灯光影像遥感信息提取

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端元匹配的遥感影像地物自适应光谱表征

红外与毫米波学报 2012年第5期31卷 449-454页

作者：乔程骆剑承沈占锋胡晓东夏列钢中国科学院遥感应用研究所北京100101 中国科学院研究生院北京100049

光谱信息是遥感识别地物的依据,而目前已发展的典型地类的光谱指数模型有限,波谱库中的标准地物类型及其普适性也是有限的.鉴于此,提出一种端元匹配的地物自适应光谱表征方法,通过选取贴合影像本身的端元,并综合光谱角和距离度量对影像... 详细信息

光谱信息是遥感识别地物的依据,而目前已发展的典型地类的光谱指数模型有限,波谱库中的标准地物类型及其普适性也是有限的.鉴于此,提出一种端元匹配的地物自适应光谱表征方法,通过选取贴合影像本身的端元,并综合光谱角和距离度量对影像和端元光谱进行综合匹配.通过ETM+(Enhanced Thematic Mapper)影像上对植被、水体与美国地质调查局(United States Geological Survey,USGS)波谱库及归一化植被/水体指数的对比实验,及阴影、裸地等的验证实验,证实了该方法的有效性和普适性.

关键词：遥感光谱表征自适应端元选取