基于空间信息准确性增强的遥感影像变化检测方法研究

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1、博士学位论文基于空间信息准确性增强的遥感影像变化检测方法研究ChangeDetectionMethodsforRemotelySensedImagesBasedonEnhancedSpatialInformation作者：郝明导师：史文中教授邓喀中教授中国矿业大学二○一五年五月中图分类号P237学校代码10290UDC528密级公开中国矿业大学博士学位论文基于空间信息准确性增强的遥感影像变化检测方法研究ChangeDetectionMethodsforRemotelySensedImagesBasedonEnhancedSpatialInformation作者郝明导师

2、史文中、邓喀中申请学位工学博士学位培养单位环境与测绘学院学科专业大地测量学与测量工程研究方向遥感影像变化检测答辩委员会主席史照良评阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生郝明在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢光阴荏苒，博士阶段的学习即将结束，回顾五年的学习生活，我收获颇多。能取得今天的成就，离不开各位老师、同学和家人对我的支持和帮助，请允许我向他们致以最诚挚

3、的感谢。在此论文完成之际，首先衷心地感谢我的导师史文中教授和邓喀中教授，从论文选题、研究方案制定到论文修改定稿无不凝聚着两位导师的心血和智慧。在学业上，他们是学识渊博的老师，为我传道解惑；在生活上，他们是和蔼可亲的长辈，给了我无微不至的关心。感谢导师史文中教授为我提供了在香港学习的机会，在学习和生活方面都给予了我太多的帮助，使我开阔了眼界，增长了见识，并指导我进入遥感变化检测领域。感谢导师邓喀中教授将科研方法和思路毫无保留的倾囊相授，并对我严格要求，使我快速成长。两位导师严谨细致、实事求是的科学态度，精益求精的科研精神，我会牢记终生。在今后的学习和工作中，我会以两位导

4、师为榜样，树立自己的目标，继续努力，不辜负两位导师对我的教导和期望。感谢张华老师，在科研上手把手对我进行指导，使我受益匪浅；在生活上，张华老师兄长般的关心和帮助，让我终生难忘。在论文选题与撰写过程中，中国矿业大学杜培军老师、武汉大学张鹏林老师、姚剑老师给予了诸多帮助，并为我的论文提出了很多宝贵意见，在此向他们表示感谢！感谢中国矿业大学汪云甲老师、张书毕老师、邸庆生老师、谭志祥老师、周鸣老师、范洪冬老师、郑南山老师、李永峰老师、齐淑娟老师在博士学习阶段给予的关心和帮助!尤其要感谢邸庆生老师一直以来给予的诸多帮助和指导！感谢课题组所有的兄弟姐妹，他们是苗则朗、蔡利平、高利

5、鹏、何鹏飞、徐雅晴、李振轩、张芮、吴迪、万义良、赵元凌、邵攀、王斌、王群明、李仲玢、张效康、寇蓉、吕旭哲、陈鹏飞、刘腾、华勇、张敏、项皓东、冯朝晖、徐青、李娣娣、惠宇、熊克俊、吴萌、李晨鸣、麦娥英、黄婷婷、丁永和赵茹玥，特别是师弟何鹏飞、李振轩、吴迪和张芮在我出差的日子里，帮我处理了许多事情。感谢我的同学陈炳乾、郭仓、张祥、李增科、厉东伟、钱进、张俊娜、韩晶、姚志刚和张鹏冲在学习和生活上提供的帮助。感谢我的父母及其它家人对我的大力支持，感谢谭敏同学八年来的陪伴。感谢他们对我无微不至的关怀和照顾，感谢他们的宽容与理解，一路走来正是他们的陪伴给了我继续前行的动力。最后，向

6、百忙之中评审我论文的专家及参加论文选题和答辩的老师表示衷心的感谢！摘要遥感变化检测技术已成为一种有效的地表变化监测手段。然而，由于自然环境本身的复杂性、与遥感波谱相互作用的复杂性以及传感器本身的局限性，使得获取的遥感影像中存在大量的混合像素、“同物异谱”和“同谱异物”等现象。此外，遥感影像预处理与变化检测算法本身存在的不确定性也降低了变化检测的精度。研究表明，光谱与空间信息结合的变化检测方法可以在一定程度上解决上述问题，但多数方法对空间信息的描述和利用还不够准确。基于此，本文对现有变化检测方法存在的不确定性进行深入分析，研究配准不确定性与变化检测精度的关系，针对不同空

7、间分辨率的遥感影像，分别基于像素级、对象级和特征级方法增强空间信息的准确性，提出可靠的光谱与空间信息结合的变化检测方法，降低遥感数据本身及变化检测方法的不确定性对检测结果的影响，提高变化检测精度。研究成果将为结合光谱与空间信息的变化检测提供新思路。具体研究工作与结论主要包括：（1）通过遥感影像变化检测实验分析得出配准不确定性引起的变化检测错误及其空间分布的规律：1）仅考虑配准误差时，要保证变化检测的正确率达到90%以上，配准误差至少要控制在0.6个像素以内；2）无论中分辨率还是高分辨率影像，由配准误差引起的虚检像素基本分布在边缘附近1个像素的范围内；