面向?qū)ο蟮母叻诌b感影像信息提取技術(shù)研究

郭興平

摘要：近幾年來，我國的經(jīng)濟(jì)得到了飛速發(fā)展，當(dāng)前總體呈平穩(wěn)發(fā)展趨勢(shì)，在這種新形勢(shì)下，我國應(yīng)該集中注意力尋找新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，這就讓我們想到了發(fā)展迅猛的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)。遙感技術(shù)的應(yīng)用也和該產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，在我國的高新技術(shù)中占有重要位置。文章針對(duì)面向?qū)ο蟮母叻诌b感影響信息提取技術(shù)進(jìn)行了研究，希望能夠得到相關(guān)人員的重視，使得大家可以對(duì)該類型技術(shù)有一個(gè)清楚的認(rèn)知和理解。

Abstract： In recent years， China's economy has developed rapidly. The current overall trend is steady. Under this new situation， China should concentrate on finding new economic growth points. This reminds us of the rapid development of computers industry. The application of remote sensing technology is also closely related to the industry and occupies an important position in China's high and new technology. The article focuses on object-oriented high-resolution remote sensing information extraction technology research， hoping to get the attention of relevant personnel， so that everyone can have a clear understanding and understanding of this type of technology.

關(guān)鍵詞：面向?qū)ο螅贿b感影像；信息提??；技術(shù)研究

Key words： object-oriented；remote sensing image；information extraction；technical research

中圖分類號(hào)：P407.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）27-0229-02

0 引言

改革開放以來，我國的各項(xiàng)事業(yè)和領(lǐng)域都取得了舉世矚目的成就，尤其是在第三產(chǎn)業(yè)，第三產(chǎn)業(yè)是較為先進(jìn)的并且能夠體現(xiàn)一個(gè)國家的綜合實(shí)力和水平，在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的背景下，每個(gè)人都應(yīng)該意識(shí)到科學(xué)技術(shù)的重要性。如今日益全球化，在信息革命之后，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，在這個(gè)信息爆炸的時(shí)代，能夠從海量信息中獲取對(duì)自己有用的信息已經(jīng)成為重要的技術(shù)，同時(shí)在遙感影像的信息獲取方面的技術(shù)也相當(dāng)重要，希望能夠有所突破。

1 關(guān)于面向?qū)ο蟮母攀?/p>

1.1 關(guān)于面向?qū)ο蟮囊丶胺椒?/p>

面向?qū)ο缶哂兴姆N要素，一是抽象的使用，在面向?qū)ο蟮倪^程中，抽象是十分有必要的，抽象就是對(duì)實(shí)體的本質(zhì)屬性進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，并且考慮如何實(shí)現(xiàn)對(duì)象之前的意義和動(dòng)作行為，可以減少對(duì)細(xì)節(jié)的思考；二是信息的隱藏，這種方式可以有效地提升零部件的優(yōu)良屬性，對(duì)象是最基本的單位，有利于減少對(duì)象之間依賴性的存在而產(chǎn)生的不利影響；三是共享，面向?qū)ο蟮倪^程就是共享的過程，在同一對(duì)象的類型中共享，在同樣的應(yīng)用結(jié)構(gòu)或者應(yīng)用中共享，甚至于在不同的應(yīng)用中共享，這些都為之后的技術(shù)實(shí)施創(chuàng)造條件；四是更加強(qiáng)對(duì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)，面向?qū)ο笫遣粡?qiáng)調(diào)程序的，它注重每個(gè)對(duì)象，將它們作為一個(gè)個(gè)客體進(jìn)行收集處理等。面向?qū)ο笥泻芏喾N開發(fā)方法，例如Coad方法、Booch方法和OMT方法等[3]。首先，Coad方法為對(duì)象的合理處理應(yīng)用提出了一個(gè)系統(tǒng)的原則，有利于推動(dòng)層次的清晰；其次，Booch方法是從整體上指出了面向?qū)ο蟮牟煌?；最后，OMT方法是較為先進(jìn)的方式，主張對(duì)真實(shí)世界建立模型，通過每個(gè)對(duì)象來對(duì)其進(jìn)行更加清楚地分析。

在遙感圖像的分析和處理中，計(jì)算機(jī)采用像素處理，早期的遙感圖像處理方法在像素處理單元中進(jìn)行。但順寧認(rèn)為，計(jì)算的目的是減少或替代人的工作，人的知識(shí)應(yīng)該與計(jì)算機(jī)處理相結(jié)合。人們可以從一般事實(shí)中認(rèn)識(shí)到視覺解釋，經(jīng)常掌握?qǐng)D像的主要特征，將他們的先驗(yàn)知識(shí)與圖像分析相結(jié)合，就會(huì)有明顯的被分離物體的顏色，紋理和形狀特征。例如，對(duì)雄安新區(qū)地物進(jìn)行視覺解讀時(shí)，應(yīng)注意白洋淀和周圍城鎮(zhèn)的分離。因此，如果使用計(jì)算機(jī)分析來模擬人眼的工作模式，應(yīng)該取得更好的結(jié)果。這要求計(jì)算機(jī)將圖像統(tǒng)一區(qū)域作為圖像處理的基本單位。這個(gè)同質(zhì)區(qū)域被稱為一個(gè)對(duì)象。面向?qū)ο蟮膱D像分割是基于對(duì)象的。

1.2 關(guān)于面向?qū)ο蟮哪Ｐ图霸O(shè)計(jì)

面向?qū)ο蟮哪Ｐ陀袑?duì)象、動(dòng)態(tài)以及功能模型三種，其中的對(duì)象模型是指不同的對(duì)象可以組成模板，這些模板將整個(gè)模型進(jìn)行了準(zhǔn)確地劃分，對(duì)象模型可以通過管理模板來進(jìn)行充滿邏輯性的分析；動(dòng)態(tài)模型顧名思義就是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程，它與時(shí)間和變化有關(guān)，通過狀態(tài)圖建立圖形并分析特征；最后是功能模型，功能模型的應(yīng)用主要是判斷可以從中得到一些什么，不考慮順序，由多種流程圖構(gòu)成[4]?？傮w來說，對(duì)象模型是說每個(gè)客體的問題，而動(dòng)態(tài)模型是指時(shí)間的關(guān)系；功能模型則表示結(jié)果問題。在進(jìn)行面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)時(shí)需要提高注意力，遵守一些原則，這樣才能夠成功地展開。在具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意模塊化，將對(duì)象變成緊密結(jié)合的模塊，然后在過程和數(shù)據(jù)上進(jìn)行抽象，之后通過信息隱藏來保證優(yōu)良屬性。除了設(shè)計(jì)流程之外，一些非專業(yè)性的也需要相關(guān)人員注意，要保證設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且清楚，簡(jiǎn)化操作，然后減小變動(dòng)的可能因素，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

由于不同尺度下的信息具有不同的表現(xiàn)形式，單一尺度的尺度不能滿足圖像分析的需要，往往需要分析不同尺度的遙感圖像。對(duì)于高分辨率遙感影像，空間分辨率是規(guī)模。在建立多尺度圖像分割之后，可以形成具有分割尺度參數(shù)的圖像對(duì)象的分層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。圖像對(duì)象是包括像素和周圍像素的像素和語義信息的光譜信息的集合。多尺度分割主要解決了遙感圖像中不同屬性的分類信息表現(xiàn)在不同尺度目標(biāo)層的問題。多尺度分割符合人類視覺的機(jī)制和特征。隨著規(guī)模的增加，圖像對(duì)象逐漸被合成。由于遙感圖像是由像素組成的，因此傳統(tǒng)的遙感圖像大多是基于像素的。然而，在高分辨率遙感影像中，一類地物通常由多個(gè)像素組成，可以根據(jù)像素直接對(duì)大量現(xiàn)有信息進(jìn)行分割。在這種情況下，面向?qū)ο蟮倪b感圖像提取技術(shù)已成為一個(gè)熱門話題，并取得了很多成果。

2 關(guān)于高分遙感影像的概述

2.1 關(guān)于遙感的概述

遙感是一種屬于測(cè)繪學(xué)的探測(cè)技術(shù)，專門用于遠(yuǎn)距離的測(cè)繪，不與測(cè)繪目標(biāo)相接觸。因?yàn)槲矬w會(huì)產(chǎn)生各自的電磁波，遙感正是由于這一點(diǎn)來進(jìn)行工作的，使用傳感器來對(duì)所測(cè)量物體發(fā)出的電磁波進(jìn)行反射或輻射，在較遠(yuǎn)的范圍進(jìn)行探測(cè)活動(dòng)。遙感主要是通過傳感器獲得的輻射、反射的電磁波信息來進(jìn)行提取，對(duì)其展開分類，然后進(jìn)一步加工處理，最后通過這些信息進(jìn)行仔細(xì)的分析研究，并加以應(yīng)用的技術(shù)。

2.2 關(guān)于遙感影像的概念及分辨

遙感影像就是在進(jìn)行遙感工作的過程中和結(jié)束后，所探測(cè)到的目標(biāo)物體的影像資料，它不是一種普通的圖片，而是記錄電磁波的照片，可以反映出目標(biāo)物體的大小、范圍以及狀況等諸多信息，可以將其分成航空和衛(wèi)星兩種。在對(duì)遙感影像進(jìn)行處理時(shí)，要運(yùn)用相關(guān)的掃描儀對(duì)圖像的性質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換才可以，因?yàn)檫b感影像是一種模擬圖像，而要使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理一定要保證是數(shù)字圖像。分辨率有很多類型，主要是用來對(duì)圖像進(jìn)行有效識(shí)別和處理的，就像時(shí)間、空間、光譜以及輻射分辨率這四種類型。

2.3 關(guān)于遙感影像的方式及應(yīng)用

遙感影像的成像方式也有很多種，一是航空攝影，該種成像方式主要是通過相關(guān)的設(shè)備來進(jìn)行圖像的拍攝和捕捉；二是航空掃描，這種方式主要依靠相關(guān)的元件對(duì)要探測(cè)的目標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)的掃描，瞬時(shí)間將信息記錄成像；三是微波雷達(dá)，較為先進(jìn)和方便，主動(dòng)對(duì)探測(cè)目標(biāo)進(jìn)行傳感，具有全天性特點(diǎn)。遙感影像的應(yīng)用是十分廣泛的，當(dāng)需要對(duì)土地進(jìn)行人為改造等活動(dòng)時(shí)就需要進(jìn)行土地覆蓋監(jiān)測(cè)，能夠清楚知道土地資源的狀況，同時(shí)也可以對(duì)森林進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將信息提供給相關(guān)人員來檢測(cè)生態(tài)環(huán)境。

2.4 關(guān)于遙感影像的方案及提取

遙感影像是一種十分龐大的信息獲取方式，通過傳感器反映出來的影響具有大、多等特點(diǎn)，并且不同傳感器得到的圖像也有著差異，數(shù)據(jù)類型因此也有很多種。這種時(shí)候，就需要使用一些技術(shù)來解決問題，就像幀緩存技術(shù)和采用多種數(shù)據(jù)格式，就能夠有所緩解。另外，將信息從影像中提取出來也是需要一些方法和原則的，其中以特征提取最為便捷快速，特征提取就是針對(duì)影像中有突出特性的來進(jìn)行變換，例如與顏色有關(guān)的光譜特征、與大小形狀有關(guān)的空間特征、與圖案的周期性有關(guān)的紋理特征，這些都可以是進(jìn)行變化識(shí)別的依據(jù)。

3 關(guān)于信息提取的概述

3.1 關(guān)于信息提取的背景及概念

信息提取指的就是對(duì)遙感所成影像信息的提取，仍然屬于測(cè)繪學(xué)，因?yàn)閷?shí)際得到的遙感影像總是數(shù)量眾多、復(fù)雜、模糊以及充滿噪音的，這就需要相關(guān)人員實(shí)用技術(shù)對(duì)有效信息進(jìn)行精準(zhǔn)提取，這樣才能夠?qū)π畔⒌姆治鲇兴暙I(xiàn)。

3.2 關(guān)于遙感信息的提取

在當(dāng)前社會(huì)，提取遙感信息還不能僅僅依靠相關(guān)的技術(shù)，因?yàn)榧夹g(shù)的發(fā)展水平仍然不夠高，這就需要采取人工和技術(shù)相結(jié)合的方式，才能夠合理高效地對(duì)信息進(jìn)行提取。在遙感信息提取的過程中，可以在知識(shí)發(fā)現(xiàn)和符號(hào)知識(shí)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行。

3.3 關(guān)于信息提取的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代技術(shù)也仍然在攻堅(jiān)克難，總會(huì)有所發(fā)展，到時(shí)候就會(huì)將新技術(shù)和新發(fā)現(xiàn)作用于信息提取當(dāng)中，促進(jìn)我國各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展。近幾年來，基于地物紋理知識(shí)、形狀知識(shí)以及邊緣特征知識(shí)等的信息提取技術(shù)也在不斷推進(jìn)。

提取后城市綠地精度的高低直接決定了綠地信息提取結(jié)果的可信度，而可信度又為進(jìn)一步研究的可行性提供參考。常用的精度評(píng)價(jià)方法有分類穩(wěn)定性評(píng)價(jià)法、最佳隸屬度評(píng)價(jià)法、混淆矩陣統(tǒng)計(jì)法?；煜仃嚱y(tǒng)計(jì)法適合于實(shí)地考察矢量區(qū)樣本數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)方法，屬于傳統(tǒng)的精度評(píng)價(jià)方法，其評(píng)價(jià)指標(biāo)包括生產(chǎn)精度、用戶精度、總體精度和Kappa系數(shù)；分類穩(wěn)定性評(píng)價(jià)法和最佳分類結(jié)果評(píng)價(jià)法均是從隸屬度的角度來評(píng)價(jià)提取結(jié)果。因?yàn)橛袑?shí)地矢量數(shù)據(jù)，所以此次試驗(yàn)結(jié)果精度分析采取混淆矩陣統(tǒng)計(jì)法。選取評(píng)價(jià)指標(biāo)有Kappa系數(shù)、用戶精度、生產(chǎn)精度和總體分類精度。

4 結(jié)束語

文章通過對(duì)遙感影像信息獲取技術(shù)的介紹，詳細(xì)地向大家展示了其中的問題和知識(shí)，首先是對(duì)面向?qū)ο筮M(jìn)行敘述，在其概念、發(fā)展、特性以及方法等眾多方面都進(jìn)行了介紹，然后展開了關(guān)于遙感影像的闡釋，最后將重點(diǎn)放在信息提取技術(shù)上，將目光聚焦于技術(shù)層面，指出了當(dāng)前獲取信息的問題和不足，提出了相應(yīng)的解決措施，希望能夠得到相關(guān)人員的重視，然后推動(dòng)我國遙感影像應(yīng)用的成熟，能夠獲取更加準(zhǔn)確的信息，為我國相關(guān)事業(yè)的發(fā)展做貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]常虹，詹福雷，楊國東，等.面向?qū)ο蟮母叻诌b感影像信息提取技術(shù)研究，2015.

[2]曾小箕.面向?qū)ο蟮母叻忠惶?hào)影像信息提取技術(shù)研究，2014.

[3]胡茂瑩.基于高分二號(hào)遙感影像面向?qū)ο蟮某鞘蟹课菪畔⑻崛》椒ㄑ芯浚?016.

[4]李寧，岳德鵬，于強(qiáng)，等.面向?qū)ο蟮幕哪G洲區(qū)高分一號(hào)遙感影像信息提取技術(shù)研究，2017.

[5]熊子瀟.基于高分一號(hào)遙感影像的土地覆蓋信息提取技術(shù)研究，2016.

[6]董心玉.基于面向?qū)ο蟮母叻忠惶?hào)遙感影像森林分類研究，2016.