基于非规则随机场模型的遥感影像像斑空间关系分析方法研究

随着面向对象（基元或像斑）的遥感影像分析方法研究的深入，像斑的空间关系信息体现出愈加重要的作用。与传统基于像元的空间关系分析相比，像斑空间关系分析呈现出非规则的复杂特点，亟需相关理论支撑和相应技术完善。如何基于像斑进行空间关系分析是遥感影像解译所面临的全新问题。.针对上述问题，本项目从随机场的理论视角对像斑空间关系进行分析，以推动建立起较为完善的模型体系为目的，展开相应研究。经典MRF理论具备对栅格影像空间关系分析的良好性能，但是难以切合遥感影像像斑的非规则特征。本项目从分析像斑空间分布规律的角度，对经典随机场模型进行理论与方法的重整与扩展，提出系统化的新型非规则随机场模型。.本项目从非规则随机场的数学描述、邻域、子团及阶数定义展开研究，逐一解决其中所涉及的势函数表达、模型求解及模型应用等重要问题，最终形成能有效表达像斑空间关系信息的非规则随机场模型。

项目开展以来，项目组认真按照原定计划展开相关工作，进行了充分深入的研究，完成研究计划。主要从以下四个方面开展了研究工作。(1)像斑空间分布的科学抽象与非规则随机场的定义方法；(2)像斑空间分布规律的规范数学表达；(3)非规则随机场模型参数获取方法研究；(4)非规则随机场模型的实践及性能分析研究。. 项目组首先深入分析了国内外遥感影像空间关系分析现有方法，对MRF理论进行整理，建立起非规则MRF模型，完成随机场定义、邻接关系表达、邻域及子团定义，进而完成像斑条件下势函数的设计研究。. 在此基础上，项目组开展了Gibbs参数获取及优化等关键技术研究，针对势函数的不同形式，分别从显式与隐式两类途径解决Gibbs参数表达与获取问题，逐步形成优化的能有效表达像斑空间关系信息的非规则MRF模型，同时开展了该模型在矢量数据像斑空间关系分析方面的研究。. 最后，项目组重点对非规则MRF模型在遥感影像空间关系分析中的应用进行实践研究，从而改进模型。利用非规则MRF模型，完成基于像斑的空间关系分析，开展矢量专题图件地块信息更新研究，形成较完整的非规则MRF模型理论与实践方法。. 通过研究工作，本项目提出了新型的像斑随机场方案以及基于该模型的像斑分析技术流程，并且将时空关系分析成功运用于遥感影像变化监测等具体实践中。项目发表论文14篇，其中SCI期刊论文2篇，EI期刊论文9篇，培养博士研究生2名，完成了任务书既定的研究目标。