多时相遥感影像变化检测并行系统设计与实现

论文摘要

遥感图像变化检测技术是通过对比分析同一地域不同时相的遥感数据,获取观测对象变化信息的技术。随着传感器技术的发展,遥感图像变化检测技术得到了广泛的应用。在进行了几何纠正和辐射校正预处理后,本文对多时相遥感影像运用主成分分析光谱增强技术提取图像的绝大部分光谱信息,然后利用变化向量分析方法提取变化信息。在确定变化阈值技术上,本文提出了一种基于图像相关系数的直方图曲率的自适应阈值确定方法,该方法变化检测精度高,能有效提取变化信息。随着应用需求的不断扩大和计算机的飞速发展,数字图像处理面临着复杂化和高速化的挑战,而高性能计算技术,尤其是并行处理技术在这其中扮演了极其重要的角色。近几年来,随着微机运算速度大幅度提高,价格低廉,同时局域网技术已十分成熟,利用微机组建并行计算集群已逐渐成为并行编程的主要平台。本文就是在自己组建的集群环境下,利用MPI(Message Passing Interface)并行编程标准,研究了长时间序列遥感卫星影像变化信息并行提取算法,设计并实现了一体化变化检测工艺流程及系统框架,为多时相遥感卫星影像变化检测提供了高精度、快速的方法与平台。以广东某地区为试验数据,研究表明,与传统变化检测方法相比,该方法进一步提高了变化信息提取精度,并可以获得良好的并行加速比,并行效率高,能够满足大规模遥感数据的变化检测。土地利用/土地覆被是人类依据一定的社会经济目的,改造和利用土地资源获取生产生活资料的活动。随着人口众多、经济发展,其范围不断扩大,利用形式渐趋复杂,对环境的破坏也愈加剧烈。研究土地利用/土地覆被变化及其生态环境效应,对于了解区域乃至全球生态环境变化具有重要意义,同时也可以为区域土地持续利用和生态环境建设提供科学依据。本文采用多时相Landsat TM卫星遥感影像,同时结合社会经济统计数据,利用变化检测技术对该地区四个时相的土地利用/土地覆被及生态环境变化进行了动态监测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作和内容安排
• 2 变化检测并行系统设计与实现
• 2.1 遥感数据集群处理系统架构
• 2.2 变化检测系统流程设计
• 2.3 变化检测并行系统框架设计
• 2.4 本章小结
• 3 长时间序列遥感影像变化检测并行算法研究
• 3.1 串行算法介绍
• 3.2 变化检测并行算法研究
• 3.3 本章小结
• 4 土地利用
• 4.1 数据来源及实验方法
• 4.2 土地利用/土地覆被变化特征分析
• 4.3 土地利用/土地覆被的环境效应
• 4.4 本章小结
• 5 总结和展望
• 5.1 研究工作总结
• 5.2 后续研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文目录