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《基于地质统计学纹理特征的遥感影像分类方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第2期地理与地理信息科学Vol.25No.22009年3月GeographyandGeo-InformationScienceMarch2009基于地质统计学纹理特征的遥感影像分类方法研究112李小涛,潘世兵,宋小宁(1.中国水利水电科学研究院遥感中心,北京100044;2.中国科学院研究生院资源与环境学院,北京100049)摘要:介绍地质统计学的原理与方法,论述了地质统计学应用于遥感影像描述及纹理提取的有效性,并将地质统计学变差函数得到的遥感影像纹理信息与其光谱信息相结合进行遥感影像分类试验,结果表明,辅以地质统计学纹理特征
2、的遥感影像分类方法能够明显提高分类精度。关键词:地质统计学;变差函数;纹理;遥感分类中图分类号:TP751文献标识码:A文章编号:1672-0504(2009)02-0030-04学应用于遥感影像纹理提取的有效性进行论述,并0引言将地质统计学变差函数得到的遥感影像纹理信息与在遥感影像分类中,通常以像元的光谱特征为其光谱信息相结合进行遥感影像分类。基础进行计算机自动分类。但随着图像解译与分析1地质统计学原理及方法的深入,只考虑单个像素的光谱特征而未考虑相邻像素类属的相关性及结构特征等因素,都会使计算地质统计学是以区域化变量理论为基础,以
3、变机分类效果不理想。近年来,许多学者致力于遥感差函数为主要工具,研究在空间分布上既有随机性影像空间特性的研究,并将其应用于遥感影像分类,又有结构性,或空间相关性和依赖性的自然现象的[4]常见的有自动关联函数、灰度共生矩阵、分形维方科学。从地质统计学的角度看,遥感影像的像素[5]法、Markov随机场模型、Garbor滤波器模型等。在灰度值可以看作一区域化变量,它既具有随机性,众多的纹理分析方法中灰度共生矩阵是应用最广、又具有空间相关性。在满足内蕴假设的条件下,这效果较好的模型,但灰度共生矩阵的计算量大,实现两个性质可以通过变差函数进行
4、研究。[1]费时费力,效率较低,且参数的选择困难。另外,1.1区域化变量的概念及性质由于计算灰度共生矩阵时,往往将256级的图像压Matheron给出的区域化变量定义为:以空间点缩为16级或8级等,常会丢失图像信息。分形维方x的3个直角坐标xL、xM、xX为自变量的随机场Z法是基于分形几何的一种分类方法,基于分形的表(xL、xM、xX)=Z(x),称为区域化变量或区域化随机示在定性上与人类感知的粗糙度或纹理有关,而对变量。David、Journel等认为区域化变量与普通随机分维的计算则提供了一个自动的定量分析方法,分变量不同,普通随机
5、变量的取值按某种概率分布而形维方法主要的测度是分形维,因而常出现同分维变化,而区域化随机变量则根据其在一个域内的位[2]值不同纹理的情形。Markov随机场模型仅考虑置取不同的值。换言之,区域化变量是普通随机变当前像元和邻域像元的相关性,只能揭示纹理的高量在域内确定位置上的特定取值,是和位置有关的频特征,忽视了较多的低频特征,适用于相对较小邻随机函数。因此,区域化变量具有两个显著的性质,[3]域的纹理。即随机性和结构性。首先,区域化变量是一个随机地质统计学(Geostatistics)由法国统计学家G.函数,它具有局部的、随机的、异常
6、的性质;其次,区Matheron提出,经几十年的发展,已建立了较完善域化变量具有一般的或平均的结构性质,即变量在的理论基础和方法体系,目前广泛应用于地质、生态、点x与x+h处(h为空间距离)的值Z(x)和Z(x+气象等领域。20世纪80年代,Curren和Woodcock等h)具有某种程度的自相关,这种自相关依赖于两点首先将地质统计学理论应用于遥感信息处理,之后许之间的距离及变量特征,这体现了其结构性。多学者探讨将地质统计学运用于遥感信息的尺度效1.2变差函数和半变差函数应问题、遥感影像纹理提取等方面。本文对地质统计变差函数是地质统计
7、学特有的基本工具。在一收稿日期:2008-10-28;修订日期:2008-12-06基金项目:地理空间信息工程国家测绘局重点实验室经费资助项目(200813);国家自然科学基金项目(40501051、50679086)作者简介:李小涛(1974-),男,硕士,高级工程师,研究方向为遥感图像处理及遥感、GIS应用。E-mail:lxtsxn@126.com第2期李小涛等:基于地质统计学纹理特征的遥感影像分类方法研究第31页维条件下变差函数的定义为,区域化变量Z(x)在x、2遥感影像的地质统计学描述及纹理提取x+h两点处的值Z(x)与Z(
8、x+h)差的方差为Z(x)在h方向上的变差函数(也称变异函数),方差的一2.1遥感影像的地质统计学描述半称为半变差函数。变差函数与方差的不同在于,遥感影像的纹理是影像中某类地物内部色调以方差是对随机变量在全局分布特征的描
