面向并行环境的遥感影像分类算法设计与实现

面向并行环境的遥感影像分类算法设计与实现

论文摘要

遥感影像分类是遥感影像处理的一个重要方面,是后续提取专题信息、检测动态变化、制作专题地图、建立遥感数据库等工作的基础。随着现代遥感技术的发展以及遥感技术在各领域的广泛应用,遥感影像数据量随之迅速膨胀,对遥感影像分类处理的准确性和实时性要求也越来越高。然而现在对提高分类处理效率的研究集中在新算法的提出上,不能显著的提高分类处理的准确性和实时性,无法满足实际应用的需求。论文在研究现有分类算法的基础上,分析了分类过程中影响分类精度和速度的步骤,在总体流程的层次上研究快速分类的方法。主要思想是:针对样本采集步骤,设计基于AOI(Area of Interest感兴趣区域))的分类样本数据库及管理系统,以提高样本采集效率和准确度;针对分类计算步骤,通过算法的并行化提高分类处理速度。本文的主要研究工作如下:首先,分析了现在常用的几种分类算法,总结了分类处理的一般过程,发现影响分类处理速度的两个主要步骤是样本选择和分类计算。前者速度受限于操作人员自身水平及辅助工具的选择,且精确性直接影响分类结果的准确率;后者速度主要受算法和硬件的影响,由此确定本文要解决的主要问题。其次,针对这两个问题分别寻找解决方案。针对分类计算步骤,设计并实现了常用分类算法的并行化。算法采用主从模式,运用基于数据的并行化策略,划分图像,复制参数,使分类处理速度得到了大幅提高。针对样本选择步骤,设计实现基于AOI的分类样本数据库及其管理系统,从而减小操作人员专业水平对分类结果的影响,同时提高样本选择的效率。最后,在算法和数据库的基础上,运用工程化、模块化、流程化、分层次的设计模式,基于服务器、客户端体系结构,设计了一套遥感影像并行分类系统,利用该系统,可以实现批量遥感影像快速、便捷的分类处理。并在该系统上进行了并行分类的实验,验证并行分类处理的效率并讨论并行分类计算加速比的影响因素。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景及意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 论文的主要工作及结构组织
  • 2 遥感影像并行分类技术研究
  • 2.1 引言
  • 2.2 遥感影像分类技术概述
  • 2.3 集群技术及应用
  • 2.4 分类算法的并行化
  • 2.5 本章小结
  • 3 基于AOI 的分类样本数据库研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 分类样本库建库目的及原则
  • 3.3 分类样本数据属性设置
  • 3.4 分类样本数据库管理系统设计与实现
  • 3.5 本章小结
  • 4 遥感影像并行分类系统设计与实现
  • 4.1 引言
  • 4.2 遥感影像分类流程分析
  • 4.3 并行分类系统框架设计
  • 4.4 并行分类系统模块介绍
  • 4.5 本章小结
  • 5 实验及结果分析
  • 5.1 引言
  • 5.2 并行实验环境
  • 5.3 并行分类算法加速比的影响因素分析
  • 5.4 本章小结
  • 6 结论与展望
  • 6.1 研究工作总结及创新点
  • 6.2 进一步研究展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录1 攻读硕士期间发表的论文
  • 附录2 攻读硕士期间参与的项目
  • 相关论文文献

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