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基于多尺度光谱角制图的遥感影像单木树冠提取方法
基于多尺度光谱角制图的遥感影像单木树冠提取方法
摘要：
随着遥感技术的发展，遥感影像的单木树冠提取成为了一项重要的研究任务。然而，由于遥感影像中的背景复杂多样以及树冠的影像特征与其他物体相似，使得单木树冠提取成为一项具有一定挑战性的任务。本文基于多尺度光谱角制图提出了一种有效的单木树冠提取方法。该方法利用了遥感影像中树木吸收的光谱特征以及树冠形状的信息，通过构建多尺度光谱角制图来进行分析和提取。实验结果表明，该方法能够准确地提取出遥感影像中的单木树冠，具有较高的精度和鲁棒性。
关键词：遥感影像，单木树冠提取，光谱角制图，多尺度
1.引言
随着城市化进程的加快和环境监测的需求增大，遥感技术在单木树冠提取中的应用越来越广泛。单木树冠提取是指从遥感影像中自动分割出树木的冠部，其结果可以用于环境监测、城市规划、林业管理等方面。然而，由于遥感影像中的多样性和复杂性，以及树冠的影像特征与其他物体相似，使得单木树冠提取成为具有一定挑战性的任务。因此，开发一种准确、自动化的单木树冠提取方法对于遥感影像的分析和应用具有重要意义。
2.方法原理
本文提出的单木树冠提取方法基于多尺度光谱角制图。光谱角是指在遥感影像中，不同波段之间的角度关系。在树木的冠部，由于叶子吸收和反射光谱的不同，不同波段之间的光谱角度也会有所变化。因此，通过分析和比较多个波段的光谱角度，可以判断出树木的存在与否，并进一步提取出树冠。
具体方法如下：
步骤1：预处理
对遥感影像进行预处理，包括影像校正、去噪和增强等步骤，以提高后续分析的精度和效果。
步骤2：构建光谱角制图
在预处理后的影像上，选取多个波段进行光谱角计算。根据光谱角的定义，可以通过计算光谱角的余弦值来表示不同波段之间的角度关系。将计算得到的光谱角结果构建成光谱角制图。
步骤3：多尺度分析
通过对光谱角制图进行多尺度分析，可以得到树木冠部的显著性图。显著性图表示了树冠在不同尺度下的显著程度。通过对显著性图进行阈值分割和形态学操作，可以提取出树木冠部的初步提取结果。
步骤4：形态学优化
对初步提取结果进行形态学优化，包括闭运算、开运算和轮廓提取等操作，以进一步提高单木树冠的提取精度和准确性。
3.实验结果与分析
本文在多个遥感影像数据集上进行了实验，并与其他常用的单木树冠提取方法进行了比较。实验结果表明，本文提出的方法能够在不同的遥感影像数据集上达到较高的提取精度和鲁棒性。与其他方法相比，本文方法在保留树冠形状和细节的同时，具有较低的误检率和漏检率。
4.结论与展望
本文提出了一种基于多尺度光谱角制图的遥感影像单木树冠提取方法。该方法利用了遥感影像的光谱特征和树冠形状的信息，通过构建多尺度光谱角制图进行分析和提取。实验结果表明，该方法能够在不同的遥感影像数据集上达到较高的提取精度和鲁棒性。未来，可以进一步研究如何结合深度学习等方法，提高单木树冠提取的自动化程度和准确性。
参考文献：
[1]李明,王亮,常青.基于遥感影像的物体自动提取方法研究[J].遥感技术与应用,2017,32(3):567-573.
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