基于ZY3卫星影像的城市建筑用地提取与变化检测研究

摘要

城市是人类最主要的活动区域,承载着人类的文明里程。城市的发展是人类进步的重要指标之一,城区建筑是人类改造城市最为显著地体现,通过遥感影像获取城区建筑物的动态变化是一种掌握城市发展、统筹规划城市建设的重要手段。
　　城区建筑物的顶部可以在高分辨率的遥感影像上清晰地展示,建筑物顶部建筑材料一般由水泥、砖瓦、金属材料、沥青等构成,不同物质的光谱特性一般不一致,有着自身的特性,较易区别于裸土、水体、裸岩等地物类型。
　　ZY3测绘卫星是我国自主设计和发射的第一颗民用高分辨率立体测图卫星,其回归周期59天,重访周期5天,影像采用10bit量化。资源三号测绘卫星配置2台分辨率为3.5米、幅宽52千米的前后视全色TDI CDD相机,1台分辨率为2.1米、幅宽52千米的正视全色TDI CDD相机,1台分辨率为5.8米的多光谱相机;为了保证精度和可靠性,资源三号测绘卫星采用太平台、并配置双频GP S以及多个陀螺,经过处理,资源三号无控制点直接定位精度优于15米,带控制点高程精度优于3米,平面精度优于4米。
　　本文以 ZY3卫星影像为数据源,以城区居民建设用地变化检测方法研究为目标,系统的论述探讨了关于城区建筑用地提取和变化检测的多个关键点,在分析研究已有研究成果的基础上,针对城区建筑用地的特性和ZY3卫星影像的特点,提出了基于ZY3卫星影像的城区建筑物提取和检测方法,并完了成相关试验。
　　本文系统的总结分析了前人的遥感影像建筑物提取方法,在此的基础上,对 ZY3影像的光谱特征、纹理特征、空间特征以及对象的形状特征等进行深入分析,提出并完成了ZY3影像建筑物提取的整体流程和关键技术设计。文章研究内容共分六个章节。第一章为绪论,阐述了本文的研究背景,国内外研究现状,并介绍了论文结构和组织情况,并且提出了主要技术路线和基本研究思路;第二章为遥感图像变化检测方法的介绍;第三章为ZY3卫星影像的特征介绍和影像预处理,主要讲述了ZY3立体测图卫星的性能、硬件配置等,同时介绍了 ZY3影像的预处理方式,并针对其影像特征,提出了适合 ZY3卫星影像的相对辐射校正方法;第四章分析了城市建筑的光谱特征、纹理特征和空间特征;第五章为城区建筑物提取实验,在研究 ZY3卫星影像的光谱纹理等信息的基础上,采用纹理与灰度相结合的方式进行城区建筑物提取;第六章为本研究的总结与展望,总结了本研究的内容和主要结论,探讨研究中存在的一些问题,同时对进一步研究提出一些解决思路。

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第一章 绪论

1.1选题的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3遥感影像变化检测面临的问题

1.4本文内容组织

第二章 遥感图像变化检测方法

2.1遥感图像变化检测概述

2.2变化检测方法

2.3本章小结

第三章 ZY3遥感影像特征及处理技术

3.1 ZY3遥感影像介绍

3.2 ZY3遥感影像预处理

3.3变化区域确立

3.4本章小结

第四章 城市建筑用地遥感特征分析

4.1光谱特征

4.2纹理特征

4.2形态、空间特征

4.2本章小结

第五章 基于多特征融合的ZY3影像建筑物提取与变化检测

5.1研究区域概述

5.2城市建筑用地变化检测研究思路

5.3 ZY3影像预处理

5.4遥感图像对象的获取

5.5特征分析

5.6多特征融合的城区建筑物变化检测

第六章 总结与展望

6.1论文工作总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果