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【6h】

基于面向对象分类的沿海区域地表覆盖变化检测技术研究

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致谢

摘要

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.2.1 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 沿海区域地表覆盖变化检测现状概述

1.2.2 地表覆盖分类方法研究现状

1.2.3 遥感影像海岸线提取方法研究现状

1.2.4 地表覆盖变化检测方法研究现状

1.3 研究内容

1.4 研究技术路线

2 数据收集与理论方法基础

2.1 实验区概况

2.2 数据选择分析与搜集

2.2.1 数据选择分析

2.2.2 数据收集

2.3 数据预处理

2.4 理论与方法基础

2.4.1 沿海区域地表覆盖分类后变化检测一般流程

2.4.2 面向对象GLC分类方法与关键技术

2.5 本章小结

3 基于优化特征变量集的面向对象GLC分类方法

3.1 适合沿海区域的分类系统构建

3.2 特征提取与选择、降维

3.2.1 特征提取与分析

3.2.2 ReliefF特征选择算法

3.2.3 PCA特征变换算法

3.2.4 基于面向对象GLC分类精度的评估准则

3.3 实验及结果分析

3.3.1 特征提取与选择、降维

3.3.2 三种分类方法的实验对比

3.4 本章小结

4 基于面向对象分类的沿海区域地表覆盖变化检测

4.1 两种不同海岸线提取方法

4.1.1 基于优化特征变量集的面向对象GLC分类法的海岸线提取

4.1.2 基于边缘检测海岸线提取

4.2 海岸线提取精度评价方法

4.3 沿海区域变化检测研究范围确定

4.4 矢量引导影像多尺度分割的地表覆盖分类后变化检测

4.4.1 矢量引导后时相影像多尺度分割

4.4.2 前、后时相一一对应的同质图斑、像斑获取

4.4.3 基于优化特征变量集的面向对象GLC分类方法获取地表覆盖

4.4.4 变化提取

4.5 变化检测精度评价方法

4.6 本章小结

5 基于面向对象分类的沿海区域地表覆盖变化检测实验与分析

5.1 不同海岸线提取方法比较实验及精度评价与分析

5.2 实验区地表覆盖变化检测范围确定

5.3 矢量引导影像多尺度分割的地表覆盖分类后变化检测

5.3.1 矢量引导后时相影像多尺度分割

5.3.2 前、后时相一一对应的同质图斑、像斑获取

5.3.3 地表覆盖分类

5.3.4 变化提取

5.4 变化检测精度评价与分析

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集

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摘要

地表覆盖变化检测是地理国情监测的重要组成部分,也是测绘地理信息创新发展的重要内容。沿海区域作为地理国情普查的重要分区,是地表覆盖变化检测的重点研究区域之一。随着遥感技术的不断发展,高分辨率遥感影像、矢量数据及地表覆盖分类技术为沿海区域地表覆盖变化检测提供了重要的数据源与方法,但因沿海区域的地理位置特殊、经济发达、变化快速和图斑破碎等特点,如何实现沿海区域地表覆盖变化检测是当前研究的热点问题。
  本论文着眼于单时相高分辨率遥感影像与矢量结合的数据类型,开展基于优化特征变量集的面向对象分类的沿海区域地表覆盖变化检测研究。论文针对沿海区域特点,构建地表覆盖分类系统,构建适合面向对象GLC(Global Land Cover)分类方法的优化特征变量集,提出了利用优化特征变量集的面向对象GLC分类提取海岸线,提出了以前时相地表覆盖矢量引导后时相影像多尺度分割,同时将优化特征变量集的面向对象GLC分类法应用于后时相分类,实现基于单时相高分辨率遥感影像与矢量数据结合的分类后变化检测。论文的工作和主要贡献如下:
  (1)建立适合沿海区域的地表覆盖分类系统,构建基于ReliefF算法、PCA算法和面向对象GLC分类精度作为评估准则的基于优化特征变量集的面向对象GLC分类方法。实验验证了基于优化特征变量集的面向对象GLC分类比没有经过特征优化的面向对象GLC分类的总体精度与Kappa系数分别提高了14.7688%、0.1450;同时实验验证了基于优化特征变量集的面向对象GLC分类方法在沿海区域地表覆盖分类的有效性及优越性,其总体分类精度和Kappa系数分别为90.0609%、0.8792,均高于同条件下的SVM分类法、ANN分类法。
  (2)本文提出了利用基于优化特征变量集的面向对象GLC分类法提取海岸线,并通过定性评价与定量评价分析出基于优化特征变量集的面向对象GLC分类法提取海岸线相对面向对象SVM分类方法、改进的Canny边缘检测提取海岸线的优越性。
  (3)本文在海岸线提取的基础上确定沿海区域地表覆盖变化检测的研究范围,针对单时相影像与历史矢量数据结合的数据类型,提出以矢量数据引导后时相影像多尺度分割,并将基于优化特征变量集的面向对象GLC分类应用于该地表覆盖变化检测技术方法的后时相影像分类中,提高变化检测精度。
  (4)论文以江苏省射阳县某沿海区域作为实验区,采用2015年资源三号(Resources Satellite Three,ZY-3)高分辨率遥感影像和2012年地表覆盖矢量数据进行实验,实验验证过程(3)的可行性和有效性,在(2)、(3)、(4)结论的基础上提出完整的沿海区域地表覆盖变化检测流程和框架。

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