一種投票閾值法遙感圖像變化檢測算法研究

摘 要：遙感圖像變化檢測技術被廣泛地應用于資源調(diào)查、市政建設等不同領域。傳統(tǒng)的基于像素的變化檢測方法效率高但是檢測精度卻受影像質(zhì)量的影響較大。本文針對地物光譜特性曲線的特點，針對不同波段檢測結果對最終結果的貢獻提出了一種投票閾值的變化檢測方法。實驗表明，該方法相比各波段檢測結果直接疊加的方法，在精度上有一定提高。

關鍵詞：投票閾值；遙感圖像；變化檢測

中圖分類號：TP75

遙感圖像變化檢測是指根據(jù)不同時相的遙感影像，利用計算機自動地檢測出變化區(qū)域的技術。該技術已經(jīng)成為城市規(guī)劃、土地執(zhí)法檢查和地理國情監(jiān)測的重要技術手段。變化檢測方法可以分為基于像素的變化檢測和基于對象的變化檢測。其中基于像素的變化檢測具有算法簡單、效率高的特點?；趯ο蟮淖兓瘷z測對高分辨率影像具有較好的檢測結果，但算法復雜、效率低。因此，在快速獲得粗略結果的前提下，基于像素的變化檢測仍然具有重要價值。本文的投票閾值算法即是一種基于像素的變化檢測方法。

1 變化檢測方法的評價標準

2.3 實驗結果

對武漢地區(qū)2002年3月的Quick Bird影像數(shù)據(jù)和2007年8月的SPOT影像數(shù)據(jù)進行變化檢測實驗。由于兩幅影像的分辨率不同，在進行差值影像前應將兩幅圖像采樣至一致的分辨率。圖1為各波段檢測結果直接疊加的結果，即先利用統(tǒng)計學方法對各個波段進行變化檢測，再將各波段的結果進行簡單的“與”或者“或”的邏輯操作。圖2為投票閾值法檢測結果，其中投票閾值為3。

從圖可以直觀看出投票閾值檢測結果的脈絡更為清晰。經(jīng)結果評估，直接疊加法檢測的檢全率為62.7%，投票閾值法檢測的檢全率為68.3%。結果有一定的提高。

2.4 結論

基于像素光譜的變化檢測，具有檢測速度快、簡單、直觀的優(yōu)點，但其變化檢測精度取決于幾何校正的精度和閾值的選取。像素的直接差值，要求幾何配準的誤差在一個像素之內(nèi)，因此選擇更多的控制點，使控制點分布更均勻會提高幾何糾正的精度，從而提高變化檢測的精度。另一方面，由于不同時相影像獲取時的光照條件、季節(jié)、傳感器等都不同，兩幅影像的色調(diào)相差很大，使用直方圖匹配的方法只能改善，但不能完全糾正。這是因為直方圖改正遵循的是“只合并，不拆分”的原則，兩幅影像的直方圖不可能完全相同。這就使得閾值的選取帶有一定的經(jīng)驗性。

實驗證明選擇各個波段簡單的“與”或者“或”的邏輯操作結果效果并不好，而使用本文提出的投票閾值方法則能一定程度地提高檢測結果。

3 結束語

本文提出的投票閾值法變化檢測對于快速獲取土地變化內(nèi)容具有重要的意義，但精度仍然不能滿足工程應用。隨著地理國情監(jiān)測技術的發(fā)展，變化檢測技術將會向著更高精度、更高效率的方向發(fā)展。

參考文獻：

[1]李德仁.利用遙感影像進行變化檢測[J].武漢大學學報信息科學版，2003，5（28）特刊.

[2]鐘家強.基于多時向遙感圖像的變化監(jiān)測[D].

作者簡介：王堯（1990-），男，江蘇海安人，碩士研究生在讀，研究方向：攝影測量、遙感圖像處理。

作者單位：武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室，武漢 430079；浙江華東測繪有限公司，杭州 310000