基于傅立叶变换的梯田纹理特征提取 - 国土资源遥感.PDFVIP

第２期，总第７６期 国　土　资　源　遥　感 Ｎｏ．２，２００８　 ２００８年６月１５日 ＲＥＭＯＴＥＳＥＮＳＩＮＧＦＯＲＬＡＮＤ＆ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ Ｊｕｎ．，２００８　 基于傅立叶变换的梯田纹理特征提取 １ ２ １，３ １，３ 于 浩 ，刘志红 ，张晓萍 ，李 锐 （１．西北农林科技大学资环学院，杨陵　７１２１００；２．成都信息工程学院电子工程系，成都　６１０２２５； ３．中国科学院水利部水土保持研究所，杨陵　７１２１００） 摘要：纹理分析是提高图像解译和分类精度的有效方法之一。基于梯田的纹理特征，利用图像傅立叶变换后在频 率域上的性质，即图像上的线状纹理，在频谱图上反映为一组谱线，这组谱线都通过频谱中心，且方向与图像的线 状纹理垂直。以分辨率为１ｍ的ＩＫＯＮＯＳ陕北梯田遥感影像为例，在５像元 ×５像元大小的窗口上采用最大方向 值比值作为梯田特征提取的主要指标，取得了比较满意的效果，梯田最终的分类精度达到８１．３％。 关键词：纹理分析；梯田；傅立叶变换；频率域 中图分类号：ＴＰ７５　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００１－０７０Ｘ（２００８）０２－００３９－０４ 上的线状纹理在频谱图上反映为一组谱线，这组谱 ０　引言 线都通过频谱中心，且方向与图像的线状纹理垂直； 并用最大方向值比值进行梯田提取实验。 我国陕北地区地形十分破碎，以丘陵沟壑为主。 １．１　图像的傅立叶变换 作为基本农用田，梯田在该区域分布较广，并有不断 傅立叶变换公式为： ［１］ 扩大趋势 。近年来，随着退耕还林政策的不断深 Ｍ－１Ｎ－１ ｕｘ ｖｙ Ｆ（ｕ，ｖ）＝ ｆ（ｘ，ｙ）ｅｘｐ［－ｊ２（ ＋ ）］　（１） ∑∑ π 入，梯田等基本农田的数量成为退耕还林成果的有 ｘ＝０ｙ＝０ Ｍ Ｎ 效保障，利用遥感影像可以实时、动态和大范围地获 傅立叶变换的作用是将空间域大小为Ｍ像元 取区域相对准确的梯田数量。然而，随着图像分别 ×Ｎ像元的数字图像变换为大小相等、中心对称的 率的不断提高，监督和非监督分类中以单个像元为 频率域 Ｆ（ｕ，ｖ）。式中，ｆ（ｘ，ｙ）表示在空间域中 最小单元的地物特征提取已不能满足分类要求。本 （ ｘ，ｙ）处的像素值，Ｆ（ｕ，ｖ）表示在频域中（ｕ，ｖ）处的 文以窗口为研究单元，利用傅立叶变换可将遥感影 图像谱，通常Ｆ（ｕ，ｖ）是２个实频率变量ｕ和ｖ的复 像由空间域转换到频率域进行能量叠加的性质，以 数，频率ｕ对应于ｘ轴，频率ｖ对应于ｙ轴（ｕ＝０，１， 高分辨率影像为例，进行定量化梯田线状纹理特征 ２…，Ｍ－１