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国土资源遥感  2018, Vol. 30 Issue (2): 93-99    DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.02.13
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基于多特征融合的遥感影像变化检测算法
王光辉1(), 李建磊2, 王华斌1, 杨化超2
1.国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心,北京 100830
2.中国矿业大学(徐州),徐州 221116
Change detection based on adaptive fusion of multiple features
Guanghui WANG1(), Jianlei LI2, Huabin WANG1, Huachao YANG2
1. Satelite Surveying and Mapping Application,NASG,Beijing 100830,China
2. China University of Mining and Technology(Xuzhou), Xuzhou 221116, China
全文: PDF(3089 KB)   HTML  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

针对传统的变化检测算法主要依赖像斑的光谱信息,未能有效地利用影像多特征检测优势的问题,基于面向对象的分析思想,提出一种多特征融合的遥感影像变化检测算法。首先,以多尺度分割的影像对象为基础,统计各对象的颜色直方图和边缘直线梯度直方图; 然后,利用推土机距离计算不同时期对象之间的颜色距离和边缘直线特征距离,采用自适应加权方法将颜色距离和边缘直线特征距离组合构建对象的异质性; 最后,采用直方图曲率分析获得像斑的变化检测结果。实验结果表明,该方法能够充分融合颜色和边缘直线特征,提高变化检测的精度。

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王光辉
李建磊
王华斌
杨化超
关键词 变化检测颜色直方图直线梯度直方图直方图距离直方图曲率    
Abstract

In view of the fact that the traditional change detection algorithm mainly depends on the spectral information and fails to effectively use image feature detection advantage, the authors put forward a multi-feature fusion of remote sensing image change detection algorithm. First, color histogram and edge histogram of gradient image object with multi-scale segmentation is statistically analyzed based on the calculation of each object. Then, the object color distance and edge linear characteristics distance between different periods are calculated by using the earth mover’s distance method; the adaptive weighted method is used to combine color distance and edge linear characteristics distance so as to construct object heterogeneity. Finally, the images change detection results are analyzed by using histogram curvature. The experimental results show that the method can fully fuse the color and edge line features and improve the accuracy of detection.

Key wordschange detection    color histogram    linear gradient histogram    histogram distance    histogram curvature
收稿日期: 2016-10-08      出版日期: 2018-05-30
:  TP79  
基金资助:高分辨率对地观测系统重大专项项目“高分遥感测绘应用示范系统(一期)”(编号: AH1601)
引用本文:   
王光辉, 李建磊, 王华斌, 杨化超. 基于多特征融合的遥感影像变化检测算法[J]. 国土资源遥感, 2018, 30(2): 93-99.
Guanghui WANG, Jianlei LI, Huabin WANG, Huachao YANG. Change detection based on adaptive fusion of multiple features. Remote Sensing for Land & Resources, 2018, 30(2): 93-99.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2018.02.13      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2018/V30/I2/93
Fig.1  变化检测流程
Fig.2  颜色主导区域
Fig.3  边缘直线主导区域
Fig.4  苏州市某城区影像
Fig.5  分割结果及标准检测结果
Fig.6  不同权重变化检测结果
参数 ωhsv=1 ωline=0 ωhsv=0.7 ωline=0.3 ωhsv=0.5 ωline=0.5
变化 未变化 变化 未变化 变化 未变化
实际变化/m2 684 947.40 781 227.60 926 630.50 575 792.40 814 214.35 739 430.11
实际未变化/m2 319 829.90 9 790 902.40 391 942.40 9 682 541.80 393 480.80 9 629 782.05
合计/m2 1 004 777.30 10 572 130.00 1 318 572.90 10 258 334.20 1 207 695.15 10 369 212.16
虚检率 0.32 0.30 0.33
漏检率 0.53 0.38 0.46
正确率 0.90 0.92 0.90
参数 ωhsv=0.3 ωline=0.7 ωhsv=0 ωline=1 本文算法
变化 未变化 变化 未变化 变化 未变化
实际变化/m2 1 090 209.13 348 681.20 1 288 899.00 177 276.00 1 174 865.98 327 581.02
实际未变化/m2 583 248.27 9 554 768.70 867 573.00 9 243 159.20 374 527.02 9 699 933.08
合计/m2 1 673 457.40 9 903 449.90 2 156 472.00 9 420 435.20 1 549 393.00 10 027 514.10
虚检率 0.35 0.40 0.24
漏检率 0.24 0.12 0.22
正确率 0.92 0.91 0.94
Tab.1  不同权重变化检测结果精度比较
参数 文献[9]方法 文献[16]方法 本文算法
虚检率 0.32 0.32 0.24
漏检率 0.21 0.25 0.22
正确率 0.93 0.92 0.94
Tab.2  不同变化检测算法精度比较
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