簡述基于內容的地理信息圖像檢索技術

摘 要：隨著各類數碼采集設備的普及，人們獲取圖像也變得十分方便，推動了各種類型的地理信息圖像檢索技術的飛速發展。本文簡述了基于內容的地理信息圖像檢索技術以及該技術所提取的圖像特征、顏色和紋理等。最后對圖像檢索技術做出了展望。

關鍵詞：地理信息圖像檢索技術；圖像特征；圖像紋理

1.引言

目前，隨著我國科學技術的飛速發展，各種類型的數碼采集設備已經在市場內日益普及，目前人們都隨時隨地都可以十分便捷地獲取自己所需要的圖像。與此同時，信息技術中的視頻監控系統也都不同程度地得到了十分廣泛的使用和普及，其中，視頻技術中又以固定式攝像機等設備所拍攝的監控類型的視頻在應用中最為常見。

監控類型的視頻一般都可以看作是由序列圖像等要素所構成的整體信息。在視頻圖像中，不僅僅蘊含著十分豐富的地理圖像信息和精準圖形信息，而且這些圖像和數據信息的獲取有許多優點，其中，視頻信息具有獲取方式便捷、信息的精細程度很高、信息的真實性較強等諸多的優勢，因此，對監控視頻信息的分析和翻譯十分有助于人類對增強傳統的地理空間數據的整理和分析工作?？墒?，視頻中的圖像在被廣泛應用的 GIS 領域至今也并沒有能夠引起專家和市場的足夠的重視，至今，該技術通常用于市場上現有的針對研究側重于松散的集成等領域中應用。探索這種存在方式的應用原因，其中一個較為主要的關系是由于傳統的地理空間等難以人為獲取的信息或者圖形數據，實質上對現實的人類世界的表達大部分都會采用一般的正常的正攝的視圖方式，然而，視頻中的圖像為側視的視圖，所以我們可以認為二者之間的集成是存在著困難的。截止當前，視頻或者視頻圖像與 GIS 的集成方式有以下幾種，包括：第一：設備（攝像機）在地圖中以一個點的方式來代表，或者將監控的視頻領域以一個扇形的圖形來表示，對攝像機設備中的中心的位置、攝像機設備的視域都會進行管理，因此這種操作無法準確實現圖像信息與地理空間的信息數據的點對點的精確和準確的映射關系。第二種：利用了二維的單應方法。在操作中交互選取圖像與地圖中的所對應的各種代替點的時候，為了求解單應矩陣從而能夠實現圖像關系之間映射方式；因此，這種二維的方法需要利用戶區域在視頻或視頻圖像和地圖中尋找相應關系連帶點，這就意味著不僅僅需要關系之間的相互交互作用（這種方式即為繁瑣，由于無法實現針對點與點之間的實時映射），而且還需要十分詳細的對地理空間所獲取的信息數據來作為支撐關系，點與點位之間的區間分布對解算出最終的結果有著較大的影響；所以我們可以這樣認為，這種二維的方法僅僅只能夠簡單的實現平面范圍之間的映射，但是不能夠提取出我們很多時候常常必須需要的三維的地理信息。第三種：在現有的已經發表的各類文獻中，已經提出了很多種類的視頻圖像等這種三維的建模技術，在各種發表文獻都象征性的提出了基于視頻圖像的稠密深度特定恢復技術，該種處理的三維技術方法需要用序列圖像或者依賴于視頻圖像中的特征的點。因此，綜上所述，在現有的各種方法中，我們雖然在一定的程度上初步實現了圖像與 GIS技術的關聯作用和關聯效應，但由于至今尚存的一些在地理 信息提取仍然可以說是不夠十分全面、內容十分繁瑣并且自動化的程度非常低的各種各樣的缺點。

2.淺析地理信息圖像檢索系統

在地理信息圖像檢索系統的應用中，其中基于“內容”的圖像檢索技術則是從圖像中所提取出來的指定的一系列的特征 （如圖像中物質的顏色、圖像中物質的紋理等）， 其次，我們便可以從圖像庫中進行檢索，從而能夠檢索出來比較相似的圖像或者比較相似的一些視頻內容。下面分別討論：一是顏色： 顏色，眾所周知顏色是現在最常常被用于所謂的基于內容的圖片檢索的可視化的特征性質之一。因為顏色是一種十分重要的視覺性信息屬性， 因此，顏色與其它的一些特征相比， 顏色本身這種特征是非常穩定的， 由于顏色對于物質的旋轉、物質的平移以及物質的尺度變化，甚至對于物質的各種形變都不表現為敏感， 并且該特性的翻譯和計算都比較簡單， 因此，綜上各種理由，顏色便自然而然地成為了現有的檢索系統中所應用得最為廣泛的特征了。顏色提取的優點就在于：顏色對于圖片的大小和圖片的方向不是十分敏感，甚至可以說是十分不敏感， 并且顏色對于我們來處理各種各樣的圖片背景十分復雜的圖像時效果會表現的比較穩定， 并且， 顏色同樣也是能夠描述圖片的最簡單的最明顯的也是最醒目的特征。因此，我們對于這種基于顏色的特征的圖像檢索來進行分析，科學工作者們先后都提出了多種多樣的規劃和研究方案。比如說：顏色直方圖， 顏色矩，主色調， 顏色集， 聚類，以及掃描線投影等等常用的檢索算法。其中，目前來說，顏色直方圖是進來比較經常被人們所使用的檢索方法之一。另外來講， 圖像的特征被人們所提取的質量的好壞， 能夠直接影響著使用圖像檢索系統的性能和質量以及成果， 因此，在進行顏色特征表達工作的時候， 顏色系統的選取就會成為一個十分重要的并且十分關鍵的問題。

另外，針對紋理也有一定的講究： 紋理跟顏色相同，也是圖像的一個重要的特征， 紋理描述了我們所需要調查的對象其表面的像素分布的各種特征規律。描述紋理的主要的方法有以下幾種：結構方法， 頻譜分析方法和統計方法。其中，結構方法是主要針對于有規律的紋理結構， 該種方法能夠利用句法分析方法來進行紋理和信息的識別。另外一種，統計方法則是通過對圖像的像素的分布進行了數據的統計， 并能夠發現其中的統計學的分布規律。最后，頻譜分析方法主要就是利用了小波變換的原理進而生成紋理的特征， 經過長期的實踐證明這種方法是效果最好的紋理識別方法之一。另外，紋理這個特征因子在圖像分析與識別中也起著十分重要的作用，因此，紋理也被廣泛應用于我們常見的氣象云圖以及衛星遙感圖像，和生物組織等等分析當中， 該方法同時也是以內容為基礎的的檢索系統中的一個十分重要的方面。

3.結語

綜上所述，通過上面分析我們得知，因為基于“內容”的圖像檢索技術能夠為我們提供比傳統的基于文本的圖像檢索更加豐富的內容以及更加實用的功能，因此，基于“內容”的圖像檢索技術現在已成為了國際上的研究熱點和焦點技術。本論文簡單地介紹了基于“內容”的地理信息圖像的檢索技術和方法。并且，該文也相應地結合了一些地理信息圖像的顏色和紋理的特征信息，來對圖像檢索技術進行解析和概述。未來，圖像檢索技術仍然是發展的焦點，仍需要大量的研究工作來實現進一步的創新。

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作者簡介：

陳曉麗（1996.7.8-）女，漢族，貴州省興義市，身份證號：522321199607082229，本科生，研究方向：地理信息科學