当前课程知识点:遥感数字图像处理理论与方法 > 第八章 遥感图像变化检测 > 第八章习题 > 8.4 遥感图像变化检测应用实例
我们介绍一个
遥感图像变化检测应用实例
看图
我们的示例数据是
Landsat TM
多光谱遥感图像
这两景图像覆盖北京市
相同地区
前期遥感图像的拍摄时间是
2001年6月4日
后期遥感图像的拍摄时间是
2011年6月8日
后期图像上
有少量云及其阴影
需要在预处理过程中
对其进行处理
在挑选图像的过程中
我们尽量选择
相同传感器拍摄的图像
且图像拍摄日期靠近
最大可能的减小“干扰噪声”
我们介绍一下
示例遥感图像的预处理
主要包括云及其阴影掩膜处理
图像裁剪
相对辐射校正等处理
如图
2011年6月8日拍摄的图像
存在云遮挡区
同时云还会在地面产生阴影
阴影区域的光谱特征
和正常地表覆被光谱特征
存在差异
通常情况下
将云和阴影区进行掩膜处理
将这些区域排除在外
不进行变化检测处理
以确保检测结果的正确性
如何对云和阴影区
进行掩膜处理呢
从Landsat TM多光谱图像上
检测云及其阴影区域
不是一件容易做到的事情
如果手动编辑
工作量太大
效率太低
为了节省处理时间
我在这里介绍一个
云和阴影区域
自动检测模型
是我们利用
ERDAS建模工具
建立的一个可运行模型
模型形式如图所示
只要设置好这个
检测模型的
相关参数
点击运行
即可输出
Landsat TM遥感图像的
云及其阴影覆盖区域
它的结果图像
这个自动检测模型运用
云覆盖区域
在Landsat TM数据的
可见光和近红外波段
热红外波段图像的差异
通过波段间的
代数运算
和比较分析
初步标识有云区域
然后通过图像膨胀算法
将云及其阴影区域
划分出来
ERDAS模型需要设定
9个运行参数
如表所示
表格列出了
检测模型的内容标示
和参数设置内容
对每个参数设置
都有详细介绍
非常简单
容易操作
很轻松
即可输出云和阴影检测结果图像
我们展示一下
自动检测模型输出结果
如图
这是云及其阴影提取结果图像
它是一个
单波段的灰度图像
可以应用于
云及其阴影剔除处理
利用这个输出结果
对2011年6月8日拍摄
遥感图像进行剔除处理
即可将图像上的云
及其阴影区域挖掉
即将对应像元值设置为0
然后
将前期和后期遥感图像
采用同一个研究区范围
进行裁剪处理
输出结果图像
如右图所示
这是经过云及其阴影掩膜处理后的
后期图像
完成这些初步预处理后
我们可以开始下一步
相对辐射校正处理
为了完成
相对辐射校正处理
我们可以在两景
不同时相图像上
采集同一地物的样本像元
这两景图像获取日期
前后相差不大
同一地物在图像上的辐射亮度
存在相关关系
我们可利用回归分析
建立两个不同时相
图像像元数值之间的
函数关系式
然后利用这个关系式
完成相对辐射校正
在采集像元样本时候
尽量选择纯净像元
比如森林 草地 水体
等不同类型
这里展示了
2001-06-04
和2011-06-08
图像波段的线性拟合结果
分别为
波段2 波段3 波段4的
像元样本的二维散点图
其中
横坐标为
2001年6月4日图像的
像元值
纵坐标为
2011年6月8日图像的
像元值
利用回归分析方法
建立起二者之间的线性关系式
作为相对辐射校正公式
这里展示的预处理前后
遥感图像的对比
上面的两幅图像是
前期(2001-6-4)
和后期(2011-6-8)
原始遥感图像
下面的两幅图像分别为
预处理后的图像
其中
左图显示的是
前期遥感图像
完成云及阴影去除
裁减处理后的结果
右图显示的是
后期遥感图像
完成云及阴影干扰去除
相对辐射校正
裁减处理后的结果
至此
我们已经准备好
用于变化检测的遥感图像
可以进行
CVA变化检测处理了
接下来
我们可以输出前期和后期
遥感图像之间变化强度图像
如图所示
这里展示的是差值结果图像
其中
像元越亮
表示后期遥感图像的像元数值
增加越大
亮度越暗
表示后期遥感图像的像元数值
减少越大
在变化强度图像上
设置合适阈值
可标识主要变化区域
比如
像元数值增加很大区域
和像元数值减少很大区域
如右图所示
在图上分别用绿色
和红色表示两种典型变化
需要注意的是
找出合适的阈值
不是一件容易的事情
往往需要多次测试和比较
直至阈值能够满足
标识典型变化区域的要求
这里展示的是
变化方向编码输出图像示例
采用波段符号组合法
对前期遥感图像
和后期遥感图像的
4、3、2波段
像元数值变化模式
进行编码
分为
1 2 …8种不同的变化方向
分别显示为不同的颜色
需要注意的是
这8种不同的变化模式
分别代表从什么类别
转为什么类别呢
在本讲的第3小节我们强调过
这需要我们从遥感图像上
进行目视解译和对比分析
然后确定具体变化类型
这里展示的是
检测结果局部实例
主要显示了地表覆被类型
转换为绿地和植被的情况
上面的原始图像分别为
前期和后期遥感图像
采用的是标准
假彩色合成
下面为变化检测结果图像
对比前后期原始图像
可以看出
2011年图像上
由其它颜色变化为红色的区域
应该是地表覆被类型
转换为绿地和植被的典型区域
在我们的变化检测结果图像上
采用红色标识
很明显
能较好地检测
这种地表覆被类型转换
这里展示的地表覆被类型
转换为人工建筑物的情况
上面的原始图像
分别为前期和后期图像
下面为变化检测结果图像
可以看出
2011年图像上
由其它颜色变化为
灰白高亮区域
应该是地表覆被类型
转换为人工建筑物的典型区域
在我们的变化检测结果图像上
采用绿色标识
也能较好地
检测这种地表覆被类型转换
本章我们就学习到这里
谢谢
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