專題五-基于ENVI的動(dòng)態(tài)檢測

專題五基于ENVI的動(dòng)態(tài)監(jiān)測

ChangeDetection1、動(dòng)態(tài)監(jiān)測概述

（1）圖像直接比較法

圖像直接比較法是對經(jīng)過配準(zhǔn)的兩個(gè)時(shí)相遙感影像中像元值直接進(jìn)行運(yùn)算和變換處理，找出變化的區(qū)域。目前常用的光譜數(shù)據(jù)直接比較法包括圖像差值法、圖像比值法、植被指數(shù)比較法、主成分分析法、光譜特征變異法、假彩色合成法、波段替換法、變化矢量分析法、波段交叉相關(guān)分析以及混合檢測法等。

（2）分類后比較法

分類后結(jié)果比較法是最為常見的方法，是將經(jīng)過配準(zhǔn)的兩個(gè)時(shí)相遙感影像分別進(jìn)行分類，然后比較分類結(jié)果得到變化檢測信息。雖然該方法的精度依賴于分別分類時(shí)的精度和分類標(biāo)準(zhǔn)的一致性，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然非常有效，該方法的核心是基于分類基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)變化信息——土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。（3）直接分類法

結(jié)合了圖像直接比較法和分類后結(jié)果比較法的思想，常見的方法有：多時(shí)相主成分分析后分類法、多時(shí)相組合后分類法等。

多時(shí)相主成分分析后分類法

當(dāng)?shù)匚飳傩园l(fā)生變化時(shí)，必將導(dǎo)致其在影像某幾個(gè)波段上的值發(fā)生變化，所以只要找出兩時(shí)相影像中對應(yīng)波段值的差別并確定這些差別的范圍，便可發(fā)現(xiàn)變化信息。在具體工作中將兩時(shí)相的影像各波段組合成一個(gè)兩倍于原影像波段數(shù)的新影像，并對該影像作PC變換。由于變換結(jié)果前幾個(gè)分量上集中了兩個(gè)影像的主要信息，而后幾個(gè)分量則反映出了兩影像的差別信息，因此可以試著抽取后幾個(gè)分量進(jìn)行波段組合來發(fā)現(xiàn)變化信息。

2、動(dòng)態(tài)檢測關(guān)鍵技術(shù)

一、數(shù)據(jù)源的選擇

由于動(dòng)態(tài)檢測需要多時(shí)相數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源選擇時(shí)候，除了考慮檢測范圍、檢測精度外，重點(diǎn)還需要考慮物候和影像成像條件。物候和成像條件都會(huì)給變化信息帶來很大的噪聲，當(dāng)然了，經(jīng)過一些圖像處理過程可以一定程度上減少這方面的噪聲。

二、數(shù)據(jù)預(yù)處理

動(dòng)態(tài)檢測過程中，非常重要的兩個(gè)預(yù)處理過程是影像配準(zhǔn)和大氣校正。

影像配準(zhǔn)

影像的配準(zhǔn)可以有單個(gè)文件的精確幾何校正來保證，也可以有一個(gè)文件作為基準(zhǔn)來配置另一個(gè)時(shí)相的文件。相對大氣校正（）

在多時(shí)相遙感圖像中，除了地物的變化會(huì)引起圖像中輻射值的變化外，不變的地物在不同時(shí)相圖像中的輻射值也會(huì)有差異。輻射校正是消除非地物變化所造成的圖像輻射值改變的有效方法。按照校正后的結(jié)果可以分為2種，絕對輻射校正方法和相對輻射校正方法。絕對輻射校正方法是將遙感圖像的DN(DigitalNumber)值轉(zhuǎn)換為真實(shí)地表反射率的方法，它需要獲取影像過境時(shí)的地表測量數(shù)據(jù)，并考慮地形起伏等因素來校正大氣和傳感器的影響，因此這類方法一般都很復(fù)雜。相對輻射校正是將一圖像作為參考（或基準(zhǔn)）圖像，調(diào)整另一圖像的DN值，使得兩時(shí)相影像上同名的地物具有相同的DN值，這個(gè)過程也叫多時(shí)相遙感圖像的光譜歸一化。在動(dòng)態(tài)檢測中，相對大氣校正用的還是比較多。

三、變化檢測方法選擇

地表變化信息可分為兩種，一是轉(zhuǎn)化(Conversion)，另一是改變(Modification)，前者是土地從一種土地覆蓋類型向另一種類型的轉(zhuǎn)化，如草地轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)田、森林轉(zhuǎn)變?yōu)槟翀?，后者是一種土地覆蓋類型內(nèi)部條件(結(jié)構(gòu)和功能)的變化，如森林由密變疏或由一種樹種組成變成另外一種組成的改變、植物群落生物量、生產(chǎn)力、物候現(xiàn)象變化。所以我們在選用變換檢測方法時(shí)候應(yīng)考慮這點(diǎn)，比如做植被生物量的監(jiān)測，就屬于改變，如果選用分類后處理的方法就不管用了。

反過來基于圖像直接比較法，不能夠直接確定變化區(qū)域是屬于何種變化類型，需要實(shí)地調(diào)查與圖像對比等一系列步驟才能確定變化類型，這對于土地利用變化監(jiān)測時(shí)候，則需要慎重考慮用此類方法。

四、變化信息提取方法的選擇

有些變化檢測方法得到的變化信息是單波段，如圖像直接比較法，監(jiān)督與非監(jiān)督分類法作用就不是很大，可以考慮用影像分割和面向?qū)ο筇卣魈崛》椒?。而且圖像直接比較法在確定是否變化時(shí)，往往需要確定一定的閾值，而閾值的確定則會(huì)直接影響變化信息提取的準(zhǔn)確性，閾值的確定常見的如直方圖法，樣本挖掘法（C4.5算法）等。

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