遥感影像变化检测是根据不同时期遥感影像的差异来推导地物变化的过程。由于影像获取过程中会受到传感器成像位置、相机姿态、系统误差等传感器自身因素的影响,以及太阳高度、大气状况、天气条件、光照条件、阴影遮挡、季节物候变化等外部环境的影响,造成地物未变化时仍存在影像变化。遥感影像变化检测的关键,一是识别不同时期遥感影像的差异,二是在所有影像差异中鉴别地物差异。
城市遥感变化检测则是利用遥感影像变化检测技术,针对城市建设和发展问题,识别城市范围内的地物变化。相较于城市外区域,城市地表地物类型更多样,人工地物更集中,地物复杂程度更高。在城市的快速建设和扩张过程中,城市不断占用边缘区土地,将周围耕地、林地、水域变成城市用地,城市内部也在发生日新月异的变化。城市遥感变化检测具有高空间分辨率、小尺度、变化频率高、检测结果时效性强等特点,使城市遥感变化检测更为复杂、困难。城市规划、管理、决策需求却对遥感影像变化检测结果的准确度、效率等提出更高的要求,因此给城市遥感影像处理与分析带来更大的挑战。
(1)阴影、植被的遮挡。城市地区内城市绿化树木、高层建筑等具有一定高度的地物更为密集,植被和高层建筑及其阴影的遮挡造成了大量地表信息的损失,如图14-5和图14-6所示。
由于不同时相遥感影像获取时传感器位置不同而造成相同地物的投影差异,形成大量非地物变化的影像变化,增加了变化检测难度。
(2)存在屋顶加盖,需要开展三维变化检测。
城市地区地表变化类型多样,不仅存在类型的变化、横向的拓展,还存在建筑物的加层、顶层搭建阳光屋、阳光棚等现象。这种小尺度的地物变化不仅对影像分辨率提出更高的要求,也对变化检测方法提出更高要求,通常需要三维处理和分析手段来解决该类问题。
现有的二维空间数据表达存在高程信息缺失、语义信息不足、层次化表达缺乏、空间关系粗略等局限,因此无法满足城市精细化管理、三维变化检测、自动驾驶等国家重大需求。(www.xing528.com)
(3)社会经济活动频繁,人口集中,受空管限制,航空和无人机获取数据受限、难度大。
图14-5 上海市浦东新区陆家嘴遥感影像
图14-6 辽宁省阜新市某区域遥感影像
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