基于数学形态学的高空间分辨率遥感影像几何特征提取.pdf

维普资讯 第 10卷 第 2期 地 球 信 息 科 学 V01．10．No．2 2008年 4月 GEO．INFORMATION SCIENCE Apr．，2008 基于数学形态学的高空间分辨率遥感影像 几何特征提取 刘 生 ，王潇宇 ，邱新法 (1南京信息工程大学遥感学院，南京 210044 2南京信息工程大学计算机与软件学院遥感学院，南京 210044) 摘要：本文结合高空间分辨率遥感影像的特点，利用数学形态学方法，选取具有不同尺度和包含全部方向的结 构元素，设计了全方位结构元素多级加权滤波去噪算法和多尺度全方位形态学边缘检测算法，用于高空问分辨 率遥感影像的处理 ；并通过图像边界追踪生成栅格数据对象和矢量数据对象，据此建立了高空间分辨率遥感影 像的几何特征提取模型。结果表明：全方位结构元素多级加权滤波去噪算法很好地抑制了图像中的噪声，并保 留了图像细节 ；多尺度全方位形态学边缘检测算法很好地解决了噪声抑制和精细边缘提取的矛盾，检测出的图 像边缘比基本的边缘检测算子清晰，而且抗噪性能强。提取的几何特征信息可 以结合遥感图像的光谱、纹理、 统计等特征用于遥感图像地物识别与分类，也可以在 GIS、摄影测量、计算机视觉等领域和气象、农林、地理、 海洋、水利、国土资源和环保等行业使用。 关键词：高空间分辨率遥感影像；几何特征提取；数学形态学 1 引言 割方法和Hough变换完成了高分辨率遥感影像 目标 区域的分割和区域边界提取，实现了由点到面的转 由于高分辨率的遥感数据源急剧增加 J，特 换，为本文提供了可借鉴的思路。 别是高空间分辨率卫星影像具有空间纹理清晰、 本文利用数学形态学方法，研究从高空间分 多光谱波段光谱信息丰富等特点，可从 中获取更 辨率遥感影像中提取地物几何特征的方法。主要 多的地物形状、结构和纹理方面的信息 J。另外， 包括利用数学形态学方法去除高空间分辨率遥感 陆面过程模式的研究需要准确获取实际起伏地形 影像包含的噪声以及进行图像的边缘检测和短刺 下的下垫面参数 -7]。GIS数据的动态更新、数字 的去除。通过图像边界追踪，获取对象边缘信息， 测图自动化等也需要准确地提取图像上的几何特 并生成栅格数据对象和矢量数据对象，同时建立 征信息 J。因此，研究高空间分辨率遥感影像几 了遥感影像的几何特征提取模型，用于提取地物 何特征提取方法，对于准确获取图像上几何信息 的几何特征。 和结构信息具有重要的意义和实际应用价值。 传统的遥感影像分析方法L9J，无论是统计的 2 高空间分辨率影像的数学形态学 方法，还是人工神经网络的方法，大都只针对影 运算与处理 像的光谱特征，从光谱特征出发进行遥感影像的 分析处理。冯益明等 。。应用空间统计学半方差理 2．1 数学形态学算法的运算 论，对郁闭度较高的人工 白皮松林冠幅尺寸进行 数学形态学 以严格的数学理论和几何学 较为准确地估计，但没有充分利用地物的空间几 为基础 ，用具有一定结构和特征的结构元素去度 何特征。鲁学军等 采用高斯马尔科夫随机场分 量图像中的对应形状 ，以达到对图像分析和识别 收稿 日期：2008一O1—26；修回日期：2008—03—12． 基金项 目：中国气象局新技术推广重点项 目 (CMATG2006Z10)；浙江省科学技术厅社会发展项 目 (2006C33054)；南