一种顾及雪覆盖影响的高分辨全色遥感影像变化检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于影像处理领域，涉及一种遥感影像处理与变化检测方法，特别涉及一 种基于高分辨率遥感影像的顾及雪覆盖影响的高分辨全色遥感影像变化区域提取方法。
【背景技术】
[0002] 东北地区炜度高，紧邻冬季风源地，是我国冬季的主要积雪区之一，大面积的积雪 对东北区域的水资源利用、灾害性天气和大气环流有着重要的影响。在对东北区域进行变 化检测时，积雪的覆盖对变化检测的结果也产生了极大的影响。积雪覆盖状况的改变导致 变化检测结果中产生部分伪变化。如何降低积雪覆盖的影响，去除积雪覆盖情况变化而产 生的伪变化，更加准确的提取出变化区域，是东北区域变化检测的难点，对于气候寒冷区域 的研宄都有重要的意义。
[0003] 高分辨率遥感影像广泛应用，传统的基于像元的变化检测在尺度上有很大的局限 性，一种基于对象的变化检测方法应运而生，面向对象的变化检测方法首先要解决的是分 割的问题，目前没有针对高分辨率遥感影像的普适性算法。对东北地区进行变化检测时，排 除积雪影响尤其重要。如何确定积雪区域，是排除积雪影响首先要解决的问题。许多学者 对积雪遥感识别的方法进行了有益的探索，根据积雪在可见光与近红外波段具有较高的反 射特性，在中红外波段处的反射率较低的特性，通过一定的数字图像处理技术获得积雪覆 盖信息。Dozier提出了利用积雪反射率特性的雪盖指数概念，用以区分积雪与其他地物。 Hall采用雪盖指数发展了完整的雪盖制图SNOMP算法。阴影处积雪由于地形等因素的影 响无法识别，根据雪盖分布与地形的密切关系可以解译阴影里的积雪，有研宄提出纠正照 度变化的方法解译阴影里的积雪。以上各种算法各有其优缺点，没有任何一种算法能够适 用于所有的变化检测案例。不同的传感器获得的影像具有各自的特点，适用范围不同，地物 自身的复杂性和环境因素的影响，使得变化检测的过程变得尤为复杂。对东北地区使用遥 感影像进行变化检测，积雪的覆盖使得变化检测的难度增大，单一的算法无法准确的提取 出变化区域。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种顾及雪覆盖影响的高分辨全色遥感 影像变化检测方法。本发明使用基于level set的Chan-Vese分割方法，充分考虑了像素 与其临域的关系，分割出双时相遥感影像上的积雪区域，将其与基于群策略变化检测的结 果比较，消除待检测目标由于积雪覆盖状况变化而产生的伪变化，提高变化检测的精度。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：一种顾及雪覆盖影响的高分辨全色遥感影像变化检 测方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006] 步骤1 :输入同一地点不同时期的两幅遥感影像；
[0007] 步骤2 :对输入的两幅遥感影像采用群策略进行变化检测；对输入的两幅遥感影 像采用基于水平集的Chan-Vese分割方法进行积雪区域分割，考虑像素与其临域的关系， 分割出双时相遥感影像上的积雪区域，将其与基于群策略变化检测的结果比较，确定两幅 遥感影像的变化类型，所述的变化类型分为：变化类、未变化类、伪变化类和可疑未变化类； 所述的变化类型判断标准为：
[0008] 变化类：若两幅遥感影像均无雪，则变化检测结果为变化；
[0009] 未变化类：若两遥感幅影像均无雪，则变化检测结果为未变化；
[0010] 伪变化类：若两幅遥感影像一幅有雪一幅无雪，则变化检测结果为变化；
[0011] 可疑未变化类：若两幅遥感影像均有雪，则变化检测结果为未变化；
[0012] 步骤3 :顾及雪的全色影像变化检测，当两幅遥感影像上都被积雪覆盖时将其列 为可疑区域，不做处理，剔除实验过程中确定检测目标由于积雪覆盖情况变化而产生的伪 变化；
[0013] 步骤4 :采用总体精度、Kappa系数、变化类正确率和未变化类正确率来进行精度 评价。
[0014] 作为优选，步骤2中所述的对输入的两幅遥感影像采用群策略进行变化检测，其 具体实现包括以下子步骤：
[0015] 步骤2. I. 1 :生成所述的两幅遥感影像的纹理特征图，计算影像灰度共生矩阵，逐 像素取窗口计算所需纹理特征值，然后将计算的纹理特征值赋值给中心点像元，完成后，将 窗口移动一个像素，形成另外一个新窗口，重新计算，依次类推，这样就构成了一个与原图 大小相等的一个灰度共生矩阵的特征值矩阵；
[0016] 步骤2. 1.2 :采用全向纹理值（即所有方向的平均值），分别计算0°、45°、90°、 135°四个方向的纹理的均值，与单一方向的纹理特征图像相比，全向纹理具有旋转不变 性；
[0017] 步骤2. 1. 3 :选取适当的像素距离和窗口大小获取需要的纹理特征；
[0018] 步骤2. 1. 4 :提取纹理特征，分别采用以下三种判别方法得到差异影像，采用群策 略综合三种指标判定目标变化；（i，j)为相异两个像素的灰度值，P(i，j)为灰度共生矩阵：
[0019] (4-a)二阶距（Eneryg)，灰度共生矩阵元素值的平方和，其用公式表示为：
【主权项】
1. 一种顾及雪覆盖影响的高分辨全色遥感影像变化检测方法，其特征在于，包括以下 步骤： 步骤1 :输入同一地点不同时期的两幅遥感影像； 步骤2 :对输入的两幅遥感影像采用群策略进行变化检测；对输入的两幅遥感影像采 用基于水平集的Chan-Vese分割方法进行积雪区域分割，考虑像素与其临域的关系，分割 出双时相遥感影像上的积雪区域，将其与基于群策略变化检测的结果比较，确定两幅遥感 影像的变化类型，所述的变化类型分为：变化类、未变化类、伪变化类和可疑未变化类；所 述的变化类型判断标准为： 变化类：若两幅遥感影像均无雪，则变化检测结果为变化； 未变化类：若两遥感幅影像均无雪，则变化检测结果为未变化； 伪变化类：若两幅遥感影像一幅有雪一幅无雪，则变化检测结果为变化； 可疑未变化类：若两遥感