隨著全球監(jiān)測(cè)應(yīng)用的需求、高空間分辨率影像的發(fā)展、遙感影像解譯技術(shù)的驅(qū)動(dòng)、遙感(remotesensing,RS)與地理信息系統(tǒng)(geographic information system,GIS)的集成,遙感影像面向?qū)ο蠓治觯╣eographic object-based image analysis,GEOBIA)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,它代表了遙感與地理信息科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì),是地理信息科學(xué)中的一個(gè)新興和正在發(fā)展的研究領(lǐng)域。其致力于研究如何分割遙感影像產(chǎn)生有意義的地理影像對(duì)象,在一定的光譜、時(shí)空尺度上評(píng)估這些對(duì)象的特征,最終生成與GIS兼容格式的地理信息,使用戶針對(duì)地理相關(guān)問(wèn)題,如全球氣候變化、資源管理、土地利用等,能夠有效地進(jìn)行自動(dòng)化、智能化分析的技術(shù)和方法。GEOBIA被認(rèn)為是一個(gè)不斷發(fā)展的綜合性研究方向,涉及遙感、地理信息系統(tǒng)、圖像處理、攝影測(cè)量、人工智能、景觀生態(tài)學(xué)等。
目前,全球40多個(gè)國(guó)家都在應(yīng)用GEOBIA技術(shù),為加強(qiáng)該技術(shù)在我國(guó)農(nóng)林業(yè)管理、土地規(guī)劃、海洋觀測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與估計(jì)、地礦與石油勘探等國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)領(lǐng)域中的應(yīng)用,緊跟GEOBIA的國(guó)際研究動(dòng)態(tài),研究地理本體、地理認(rèn)知,地理知識(shí)等基礎(chǔ)理論,從地理本體出發(fā),面向智能化發(fā)展方向,提出了地理本體驅(qū)動(dòng)的遙感影像分類地理本體框架,研究了該框架的三大核心內(nèi)容:地理實(shí)體概念本體描述、遙感影像分類地理本體建模、地理本體驅(qū)動(dòng)的影像對(duì)象分類。按照框架提出、實(shí)體描述、模型建立、方法實(shí)現(xiàn)、分類實(shí)驗(yàn)主線展開(kāi),研究?jī)?nèi)容逐層推進(jìn)。在這些工作的基礎(chǔ)上,總結(jié)整理GEOBIA的技術(shù)方法和體系,并編制成書(shū),目的是促進(jìn)GEOBIA技術(shù)的發(fā)展與深入應(yīng)用。
本書(shū)共8章,第1章介紹GEOBIA的產(chǎn)生背景、概念與基本特點(diǎn)、研究現(xiàn)狀與進(jìn)展;第2章介紹本體、地理本體、認(rèn)知、地理認(rèn)知的概念、研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,闡述地理本體與地理認(rèn)知的關(guān)系、地理知識(shí)、地理尺度;第3章從地理本體出,發(fā),面向智能化發(fā)展,提出遙感影像分類地理本體框架“地理實(shí)體概念本體描述一遙感影像分類地理本體建模一地理本體驅(qū)動(dòng)的影像對(duì)象分類”;第4章圍繞地理實(shí)體概念本體描述研究,構(gòu)建地理實(shí)體知識(shí)體系以及領(lǐng)域知識(shí)概念本體,總結(jié)歸納地表覆蓋實(shí)體的領(lǐng)域知識(shí);第5章圍繞遙感影像分類地理本體建模研究,構(gòu)建遙感影像、影像對(duì)象、分類器的本體模型,具體給出決策樹(shù)及專家規(guī)則兩種典型分類器的本體模型;第6章圍繞地理本體驅(qū)動(dòng)的影像對(duì)象分類研究,提出地理本體驅(qū)動(dòng)的影像對(duì)象分類的四個(gè)層次;第7章在遙感影像分類地理本體框架的指導(dǎo)下,開(kāi)展面向地理國(guó)情普查的地表覆蓋分類實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證本書(shū)提出的理論、方法、技術(shù)的有效性與復(fù)用性;第8章在遙感影像分類地理本體框架指導(dǎo)下,開(kāi)展滑坡識(shí)別實(shí)驗(yàn),證明本書(shū)提出的理論、方法可以應(yīng)用于相關(guān)遙感影像解譯領(lǐng)域。
前言
第1章 GEOBIA研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.1 產(chǎn)生背景
1.1.1 遙感影像分類的概念
1.1.2 遙感影像分類的發(fā)展
1.1.3 面向?qū)ο笥跋穹治龇椒ǖ漠a(chǎn)生
1.1.4 像素分類與對(duì)象分類的對(duì)比分析
1.2 概念與基本特點(diǎn)
1.2.1 概念
1.2.2 基本特征
1.2.3 SWOT分析
1.3 研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
1.3.1 文獻(xiàn)綜述
1.3.2 技術(shù)現(xiàn)狀與進(jìn)展
1.3.3 應(yīng)用現(xiàn)狀與進(jìn)展
1.3.4 軟件現(xiàn)狀與進(jìn)展
1.3.5 未來(lái)發(fā)展
1.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第2章 GEoBLA理論基礎(chǔ)
2.1 地理本體
2.1.1 本體
2.1.2 地理本體
2.1.3 地理本體表示語(yǔ)言
2.1.4 地理本體構(gòu)建方法
2.1.5 地理本體構(gòu)建工具
2.1.6 地理本體推理機(jī)
2.2 地理認(rèn)知
2.2.1 認(rèn)知
2.2.2 地理認(rèn)知
2.2.3 地理認(rèn)知過(guò)程
2.2.4 地理認(rèn)知模型
2.3 地理本體與地理認(rèn)知的關(guān)系
2.3.1 地理本體信息到地理認(rèn)知信息的轉(zhuǎn)換
2.3.2 地理認(rèn)知信息到地理智能信息的轉(zhuǎn)換
2.4 地理知識(shí)
2.4.1 地理知識(shí)的表示
2.4.2 地理信息-知識(shí)-智能轉(zhuǎn)換模型
2.4.3 地理知識(shí)的生態(tài)系統(tǒng)
2.5 地理尺度
2.5.1 尺度
2.5.2 地理尺度
2.5.3 尺度轉(zhuǎn)換
2.6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 GEOBIA框架
3.1 框架的提出
3.2 地理實(shí)體概念本體描述
3.3 遙感影像分類地理本體建模
3.4 地理本體驅(qū)動(dòng)的影像對(duì)象分類
3.5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 地理實(shí)體概念本體描述
4.1 地理實(shí)體知識(shí)體系
4.1.1 地理知識(shí)
4.1.2 遙感影像特征
4.1.3 影像對(duì)象特征
4.1.4 專家知識(shí)
4.2 地理實(shí)體知識(shí)概念本體
4.2.1 領(lǐng)域知識(shí)概念本體描述
4.2.2 領(lǐng)域知識(shí)選擇
4.3 舉例:地表覆蓋實(shí)體本體描述
4.3.1 地表覆蓋實(shí)體領(lǐng)域知識(shí)
4.3.2 地表覆蓋實(shí)體概念本體
4.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 遙感影像分類地理本體建模
5.1 遙感影像分類本體建模方法
5.2 遙感影像分類本體建模語(yǔ)言
5.3 遙感影像本體建模
5.3.1 遙感影像源數(shù)據(jù)
5.3.2 遙感影像本體建模
5.4 影像對(duì)象特征本體建模
5.5 分類器本體建模
5.5.1 決策樹(shù)建模
5.5.2 專家規(guī)則建模
5.6 語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)模型
5.7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 GEOBIA影像對(duì)象分類方法
6.1 圖論與分形網(wǎng)絡(luò)演化相結(jié)合的并行分割
6.1.1 算法原理
6.1.2 方法流程
6.1.3 方法實(shí)驗(yàn)
6.1.4 結(jié)果分析
6.2 基于隨機(jī)森林的特征自動(dòng)優(yōu)選
6.2.1 算法原理
6.2.2 方法流程
6.2.3 方法實(shí)驗(yàn)
6.2.4 結(jié)果分析
6.3 基于語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)模型的影像對(duì)象語(yǔ)義分類
6.3.1 方法流程
6.3.2 實(shí)現(xiàn)過(guò)程
6.3.3 方法實(shí)驗(yàn)
6.3.4.結(jié)果分析
6.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章 地表覆蓋分類實(shí)驗(yàn)
7.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
7.1.1 FeatureStation GeoEX
7.1.2 Protege軟件
7.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與研究區(qū)域
7.2.1 實(shí)驗(yàn)一:瑞麗市ZY-3
7.2.2 實(shí)驗(yàn)二:臨潼區(qū)WorldView-2
7.3 地理本體驅(qū)動(dòng)的地表覆蓋分類實(shí)驗(yàn)
7.3.1 地表覆蓋類型概念本體描述
7.3.2 面向地表覆蓋分類的地理本體建模
7.3.3 面向地表覆蓋的影像對(duì)象分類
7.4 結(jié)果分析
7.4.1 視覺(jué)分析
7.4.2 精度評(píng)價(jià)
7.4.3 實(shí)驗(yàn)總結(jié)
7.5 小結(jié)
第8章 滑坡識(shí)別實(shí)驗(yàn)
8.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與研究區(qū)域
8.2 地理本體驅(qū)動(dòng)的滑坡識(shí)別與分類實(shí)驗(yàn)
8.2.1 滑坡概念本體描述
8.2.2 滑坡地理本體建模
8.2.3 滑坡對(duì)象識(shí)別與分類
8.3 結(jié)果分析
8.3.1 視覺(jué)分析
8.3.2 精度評(píng)價(jià)
8.4 小結(jié)
后記