高分辨率遙感影像居民區(qū)檢測算法與并行應(yīng)用研究.pdf

1、居民區(qū)作為人類生存和居住的家園，與人們生活密切關(guān)聯(lián)，居民區(qū)的保護(hù)和建設(shè)關(guān)系著人們的生活質(zhì)量和生活水平以及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。及時(shí)并準(zhǔn)確地獲取居民區(qū)的空間地理分布信息對于國土資源規(guī)劃、城市建設(shè)與擴(kuò)張、環(huán)境資源保護(hù)、民生安全決策等產(chǎn)生相當(dāng)重要的促進(jìn)作用，同時(shí)飛速發(fā)展的遙感技術(shù)為居民區(qū)空間分布信息的獲取提供了快速而有力的手段。高分辨率遙感影像的出現(xiàn)又大大擴(kuò)寬了遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍，同時(shí)也對遙感影像處理技術(shù)提出了更高的要求，例如在處理大數(shù)據(jù)量遙感影

2、像時(shí)所面臨的時(shí)間和內(nèi)存空間要求。因此，本文重點(diǎn)研究如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)高精度且高效率的居民區(qū)檢測系統(tǒng)。
　　目前提出的居民區(qū)檢測算法會(huì)出現(xiàn)將稀疏植被檢測成居民區(qū)的情況，降低了檢測精度。本文闡述了居民區(qū)各向異性紋理特征的提取，分析了紋理檢測居民區(qū)的原理，同時(shí)針對基于旋轉(zhuǎn)不變性紋理特征的居民區(qū)檢測算法產(chǎn)生過檢測和處理速度過慢兩個(gè)不足之處進(jìn)行了改進(jìn)：(1)在提取各向異性紋理特征之前，對影像進(jìn)行形態(tài)學(xué)top-hat變換，通過選取合適的結(jié)構(gòu)元素增強(qiáng)

3、影像中的高亮區(qū)域，抑制背景區(qū)域，有效抑制了將稀疏植被誤檢成居民區(qū)的情況；(2)在計(jì)算完居民區(qū)的各向異性紋理對比度特征之后，利用歸一化植被指數(shù)NDVI參與計(jì)算，增強(qiáng)了居民區(qū)的紋理對比度并削弱了稀疏植被的紋理對比度，從而可以將稀疏植被像素點(diǎn)和稀疏房屋像素點(diǎn)區(qū)分開；(3)通過OpenMP輔助MPI對算法進(jìn)行并行化實(shí)現(xiàn)，有效地解決了處理大數(shù)據(jù)影像時(shí)內(nèi)存不足和速度過慢的問題。
　　測試結(jié)果顯示該并行化的改進(jìn)算法，一方面提高了算法的準(zhǔn)確度和適