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国土资源遥感  2019, Vol. 31 Issue (1): 16-21    DOI: 10.6046/gtzyyg.2019.01.03
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多特征混合核SVM模型的遥感影像变化检测
刘义志1,2, 赖华荣3, 张丁旺4, 刘飞鹏2, 蒋小蕾2, 曹庆安2
1.中国地质大学(武汉)计算机学院,武汉 430074
2.江西核工业测绘院,南昌 330038
3.广东联合金地不动产评估勘测设计有限公司,韶关 512100
4.东莞浈江产业转移工业园管理委员会,韶关 512100
Change detection of high resolution remote sensing image alteration based on multi-feature mixed kernel SVM model
Yizhi LIU1,2, Huarong LAI3, Dingwang ZHANG4, Feipeng LIU2, Xiaolei JIANG2, Qing’an CAO2
1.School of Computer Science, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, China
2.Jiangxi Nuclear Industry Institute of Surveying and Mapping, Nanchang 330038, China
3.Guangdong United to the Real Estate Assessment Survey and Design Co. Ltd., Shaoguan 512100, China
4.Dongguan Zhenjiang Industrial Transfer Industrial Park Management Committee, Shaoguan 512100, China
全文: PDF(2114 KB)   HTML  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

针对传统变化检测方法会存在明显的“椒盐现象”以及不同核函数对同一特征性能表现差别比较大的问题,借鉴面向对象思想,提出多特征混合核支持向量机(support vector machine,SVM)模型的变化检测方法。首先,依据高空间分辨率遥感影像对象不同特征的变化检测优势,提取影像多种特征; 然后,利用多种特征的多核函数组合,给出多特征混合核函数的构造方法; 最后,构建基于多特征混合核SVM的变化检测模型,充分挖掘变化目标的完整性与准确性。实验结果表明,该方法能综合利用多种特征信息,检测精度明显高于单一特征,有利于提取小样本的变化信息,避免了以往检测方法需要确定变化阈值的复杂性和不确定性。

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刘义志
赖华荣
张丁旺
刘飞鹏
蒋小蕾
曹庆安
关键词 面向对象变化检测多特征混合核支持向量机    
Abstract

In view of the fact that different kernel functions have greatly different performance on the same feature, the authors propose a new method of change detection of multi-feature hybrid kernel support vector machine (SVM) model. According to the different characteristics of the change detection, the authors extract image features, make use of the multi-kernel function of several features, give the methods of constructing multi-feature and mixed-kernel function, construct change detection model of multi-feature mixed-nuclear support vector machine, and fully tap the integrity and accuracy of the varying target. The experimental results show that this method makes use of the information of various features. The detection precision is obviously higher than that of the single feature. The method not only takes advantage of extracting change information of small samples, but also avoids the complexity and uncertainty of the old detection method for determining the change threshold.

Key wordsobject oriented    change detection    multi-feature    mixed kernel    support vector machines (SVM)
收稿日期: 2018-01-02      出版日期: 2019-03-15
:  TP751  
作者简介: 刘义志(1983-),男,高级工程师,主要研究方向为图像处理、遥感图像目标检测与识别、无人机遥感和云计算。Email: 123654784@qq.com。
引用本文:   
刘义志, 赖华荣, 张丁旺, 刘飞鹏, 蒋小蕾, 曹庆安. 多特征混合核SVM模型的遥感影像变化检测[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(1): 16-21.
Yizhi LIU, Huarong LAI, Dingwang ZHANG, Feipeng LIU, Xiaolei JIANG, Qing’an CAO. Change detection of high resolution remote sensing image alteration based on multi-feature mixed kernel SVM model. Remote Sensing for Land & Resources, 2019, 31(1): 16-21.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2019.01.03      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2019/V31/I1/16
Fig.1  多特征混合核SVM变化检测模型流程
Fig.2  某城区影像
Fig.3  不同特征组合的SVM检测结果
特征 变化类别 实际变化/km2 实际未变化/km2 合计/km2 虚检率/% 漏检率/% 正确率/%
光谱特征 变化 0.41 0.67 1.08 61.83 12.45 84.01
未变化 1.75 12.28 14.03
纹理特征 变化 1.21 0.93 2.14 43.27 7.29 87.61
未变化 0.95 12.03 12.98
融合光谱和纹理特征 变化 1.44 0.51 1.95 25.97 5.95 91.47
未变化 0.08 12.39 12.47
Tab.1  不同特征组合的SVM检测结果精度评价
Fig.4  不同核函数变化检测结果比较
核函数 变化类别 实际变化/km2 实际未变化/km2 合计/km2 虚检率/% 漏检率/% 正确率/%
多项式核 变化 0.80 0.70 1.50 46.57 9.98 86.39
未变化 1.36 12.26 13.62
线性核 变化 0.79 0.45 1.24 36.29 12.75 85.31
未变化 1.77 12.11 13.88
RBF核 变化 1.16 0.65 1.81 35.98 7.55 89.05
未变化 1.01 12.31 13.32
混合核 变化 1.44 0.51 1.95 25.97 5.95 91.47
未变化 0.08 12.39 12.47
Tab.2  不同核函数变化检测结果精度比较
类别 文献[8]方法 文献[11] 方法 本文方法
虚检率 37.85 35.85 25.97
漏检率 10.60 9.67 5.95
正确率 87.45 88.11 91.47
Tab.3  不同变化检测方法精度比较
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