第1章　绪论

1.1　引言

遥感技术是于20世纪60年代兴起的一种探测技术，是根据电磁波理论，应用各种传感仪器对远距离目标辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。遥感技术因其能提供动态、丰富和廉价的数据源，已成为获取土地覆盖信息最为行之有效的手段。

近年来，随着遥感成像技术的不断发展，我们已经能够得到多种分辨率（空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率）且质量更高的航拍或者卫星拍摄的遥感图像，因而对从遥感图像中辨别土地利用或覆盖的情况提出了更高的要求。目前，该领域的研究主要集中于高分辨率遥感图像场景分类和高光谱遥感图像分类这两类。高分辨率遥感图像的空间分辨率较高，而光谱信息相对匮乏，因此高分辨率遥感图像场景分类主要利用图像的空间信息和少量的光谱信息来识别给定遥感图像的场景类别，常用的公开数据集一般包含多幅属于不同场景类别的高分辨率遥感图像（一般只包含三个光谱通道），一幅图像对应一个类别标注，图1-1（a）为高分辨率遥感图像场景分类的示例。高光谱遥感图像包含丰富的光谱信息，但空间分辨率相对较低，因此高光谱遥感图像分类主要利用图像丰富的光谱信息和少量的空间信息对一幅图像的像元进行区域分类并识别各区域的类别，常用的公开数据集一般只包含一幅具有多个地物类别的高光谱遥感图像，图像中的一片像元区域对应一个类别标注，图1-1（b）为高光谱遥感图像分类的示例。

图1-1　高分辨率遥感图像场景分类和高光谱遥感图像分类对比

高分辨率遥感图像场景分类能够有效地辨别土地利用情况，其结果也可以为目标识别和检索任务提供重要的参考信息，有效提高图像解译的性能，在自然灾害监测、交通监管、武器制导和城市规划等应用方面具有重要的意义。此外，土地覆盖是人地相互作用过程的最终体现，也是地球表层系统最明显的景观标志，土地覆盖变化又会引发一系列环境的改变，高分辨率遥感图像场景分类能提供关于土地覆盖变化动态、丰富和廉价的数据源及分析结果，取代传统的人工调查土地覆盖工作，有效地节省人力成本及经济开支。对于草地、湿地和森林等生态系统的保护，传统五年一次的一类调查和十年一次的二类调查存在更新周期长、历经时间长、样地易被特殊对待、数据可比性差等缺陷，难以科学、准确地评估森林资源和生态状况的变化。遥感图像场景分类能够对此类生态系统进行监督，更有效地保护人类的生态环境。因此，高分辨率遥感图像场景分类一直是遥感领域的研究热点，本书也主要围绕高分辨率遥感图像场景分类展开。