高空间分辨率遥感影像小波域分形纹理特征提取.pdf

《高空间分辨率遥感影像小波域分形纹理特征提取.pdf》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22卷第3期厦门理工学院学报Vo1．22No．32014年6月JournalofXiamenUniversityofTechnologyJun．2014高空间分辨率遥感影像小波域分形纹理特征提取栾海军，汪小钦2，杨娜娜，朱晓玲，张爱国，黄灵操(1．厦门理工学院计算机与信息工程学院，福建厦门361024；2．福州大学福建省空间信息工程研究中心，福建福州350002；3．厦门九华通信设备厂，福建厦门361022)[摘蔓]融合小波多尺度分析方法及分形纹理提取方法在遥感影像信息提取方面的优势，提出高分辨率遥感影像小波域分形纹理特征计算方法，以获取地物多尺度分形纹理属性，为遥感影像地类识别提供更

2、好的标识．首先对遥感影像进行小波多尺度分解，进而基于DBC、多重分形纹理计算方法在各个分解层上提取地物纹理特征，通过比较分析，从中选取更为有效的小波域分形纹理特征．基于该方法，利用福州市高空间分辨率QuickBird遥感影像进行试验，并对QuickBird影像进行三级小波分解及纹理提取，结果表明：小波第一、第二分解层粗影像(CA1、CA2)及三方向平均细节影像(Ll、L2)的DBC空隙特征及多重分形分维数结果作为最终甄选的小波域分形纹理特征更为合适．[关键词]高空间分辨率；遥感影像；分形纹理；小波变换[中图分类号]TP75[文献标志码]A[文章编号]1673—4432(2014)03—0

3、065—06由于分形方法具有成熟的数学基础，它能够深刻、准确地反映地物结构，是提取遥感影像纹理特征的有效工具．目前，分形已经被广泛应用于气象卫星云雾分离J、高光谱数据波段选择_4J、城市遥感影像阴影去除J、热场分布一、城市结构分析_8等遥感图像分析与处理及定量遥感尺度转换研究。。中．分形纹理特征提取方法除发展初期的分线法、三角棱柱法与变量图方法_l之外，还有后来发展的分形布朗运动、盒维数71、差分盒维数以及多重分形等计算方法．由于遥感影像地物具有多尺度特性，利用小波方法对遥感影像进行多尺度分析可以充分体现影像中地物的多尺度特性，更好地区分地物．小波与分形方法相结合进行遥感影像分析与处理，

4、可以获取影像更完整、更深刻的信息．相对低分辨率遥感影像，高分辨率遥感影像具有更丰富的地物细节，蕴含更多的纹理信息．在高分辨率影像分析和自动识别中，尤其是当面临同物异谱、异物同谱的问题时，纹理特征作为影像光谱特征的重要辅助特征，可以发挥更为显著的作用．因此，本文结合小波、分形两种方法的优势，提出遥感影像小波域分形纹理特征提取方法，并以高空间分辨率QuickBird影像为对象，进行纹理信息提取研究．1研究区及实验影像概况研究所用的实验影像为2003年3月24日获取的福州市QuickBird多光谱遥感影像．福州市位于福建省中部东端，介于北纬25。15一26。39、东经118。08～120。31

5、之间．区内包含盆地、山地、丘陵与平原等多种地貌，山地、丘陵占全区土地总面积的72．68％．研究区内地势起伏显著，地物种类丰富，是提取影像纹理结构信息的重要前提．QuickBird卫星于2001年10月18日由美国DigitalGlobe[收稿日期]2014—03—14[修回日期]2014一O5—18[基金项目]教育部高等学校科技创新工程重大项目培育基金(706037)；厦门理工学院高层次人才引进项目(YKJ13021R)[作者简介]栾海军(1984一)，男，讲师，博士，研究方向为多尺度遥感地学定量分析．E-mail：luanhaijun@xmut．edu．O1I第3期栾海军，等：高空间分

6、辨率遥感影像小波域分形纹理特征提取·67·分别采用遥感影像分维数计算方法中的三角棱柱法2J、分形布朗运动(fractalBrownianmotion，FBM)分维数法、差分计盒(differentialbox．counting，DBC)维数法¨、多重分形分维数法3_计算各样本图像分形维数，取平均值，统计各方法计算结果方差及各方法计算时间．研究结果表明：DBC分维数方法(空隙特征计算尺度取为3)和多重分形方法(广义维数谱计算阶距数取为一10)对地类区分度较高，计算效率高．因此，本文提取小波域分形纹理特征时，选择这两种方法进行分维数的计算．2．4小波与分形结合方式选择2222222小波与分形

7、方法相结合的方式有2种：1)整体处理方式．先对整幅影像进行小波变换，然后对7576565变换后的结果进行分形计算；2)像元处理方式．针对影像中每个像元，开窗，在窗口中进行小波变∞∞卯％7819931换、分形计算．分别以两种结合方式对转化后的灰度影像进行纹理特征提取，以小波分解第一层粗信息为例，窗口选择32x32．对两种实验结果进行对比分析表明，由于整体处理方式考虑了影像自身2222222的空间相关性，能够更好地反映影像整体的结构特征