随着高分辨及甚高分辨率遥感影像的日益普及,高分辨率遥感影像数据已经成为现阶段地理国情监测的重要数据源之一。目前,高分辨率遥感影像所提供的丰富地表细节信息,已满足一定小尺度地物的解译需求,大大减小了地理国情检测外业调查的工作量。而随着内业人工解译工作量的提高,如何提高高分辨率遥感影像解译的精度以及自动化程度则成为当前遥感影像信息处理研究中亟待解决的实际问题之一,也是当前遥感影像信息处理研究的热点之一。但是,随着遥感影像空间分辨率的提高,影像的复杂度也随之提高。在高分辨率影像中,一个地物通常由多个像素组成,影像像元的纯净度提高减小了混合像元对遥感影像自动解译的影响,却使得遥感影像中“同物异谱,同谱异物”的现象更为严重,造成了地物内部光谱差异的增大。此外,对于多时相的高分辨率遥感影像,受外界因素的影响,同一地物在不同影像中所产生的影像差异也较中低分辨率遥感影像更为明显。因此,遥感影像空间分辨率的提高为我们提供了小目标地物识别与检测的可行性的同时,也对高分辨率遥感影像自动解译提出了更高的挑战。建筑物作为与人类活动密切相关的重要人工地物,是人类观测的重要地物目标之一。在城市规划、土地利用、灾害监测与灾情评估、人口估计与预测、城市生态等城市研究中建筑物作为研究主体,其信息的提取与变化检测已成为当前高分辨率遥感影像处理研究的热点之一。在高分辨率遥感影像建筑物变化检测研究中,由于建筑物本身复杂多样的特性造成其在高分辨率遥感影像中内部差异较大从而大大增加了利用高分辨率遥感影像实现城市建筑物提取的难度。对于高分辨率遥感影像的建筑物变化检测,由于不同时相影像中建筑物存在投影差,导致未变化的建筑物在不同时相高分辨率遥感中仍存在较大差异,从而造成高分辨率遥感影像建筑物变化检测结果中存在较多的“伪变化”。论文围绕高分辨率遥感影像建筑物提取与变化检测过程中面临的问题,在对现有面向对象的变化检测方法全面分析的基础上,提出基于“同名对象”概念的高分辨率遥感影像变化检测方法,并根据高分辨率影像中建筑区及建筑物的影像特征提出城市建筑区和建筑物提取方法。论文的主要研究工作包括以下几部分内容:(1)基于同名对象匹配的多时相影像对象构造针对面向对象变化检测方法中多时相遥感影像的影像对象构造问题,论文提出了“同名对象”的概念,与“同名点”相似,同名对象则指同一地物对象在不同遥感影像中的影像对象。由于不同时相的遥感影像的变化信息不仅来自地物的变化,还来自于因传感器自身及信号接收时外部环境的影响而产生的影像差异。对于建筑物,因数据采集条件的不一致造成的投影差问题,也使同一建筑物在不同时相遥感影像中存在较大的差异。因此,对遥感影像建筑物变化检测形成了极大的干扰。针对这一问题,论文提出了基于同名对象匹配的多时相影像对象构造方法,摒弃了传统面向对象变化检测中对不同时相遥感影像构造相同影像对象的方式,提出了一种综合考虑影像对象光谱、纹理、几何、空间距离以及空间拓扑关系的匹配度计算方法来度量不同时相影像对象的匹配程度,并提出同名对象启发式搜索方法根据匹配度确定同名对象关系。(2)基于同名对象的城市建筑区变化检测建筑区作为城市发展活动的实际单元,是城市研究与分析以及城市监测过程中不可获取的信息。同时,建筑区也是建筑物的场景信息,是建筑物在大尺度场景下的体现。因此,论文将城市建筑区作为变化检测的目标,提出了基于同名对象的城市建筑区变化检测方法。建筑区识别与提取作为建筑区变化检测的重要环节,也是论文重要研究内容之一。由于不同建筑区所包含建筑物的尺度、类型、形状、结构、排布方式的多样性,造成了不同建筑区的光谱、几何等特征差异较大。论文在充分观察和分析高分辨率遥感影像中建筑区影像特征的基础上,提出了针对建筑区纹理的纹理特征描述方法,并以该特征为底层特征,根据信息理论视觉注意计算模型提出了建筑区显著指数来表征高分遥感影像中的建筑区,并将该指数作为建筑区变化检测中识别建筑区的重要指标。建筑区的变化检测则建立在基于同名对象匹配的多时相影像对象构造方法的基础上,利用其构造的不同时相的影像对象及影像对象关系,对相互匹配的同名对象的特征和类别进行比较分析实现高分辨率遥感影像的建筑区变化检测。(3)基于多尺度同名对象的城市建筑物变化检测城市进行的建筑物拆建项目通常并不是独立进行的,一般以片区为单位开展拆建活动。针对城市建筑物的拆建呈现以片区变化为主、独立建筑变化为辅的特点,论文设计一种逐级变化检测的策略,提出基于多尺度同名对象的城市建筑物变化检测方法。该方法在进行建筑物变化检测的过程中,构造了多尺度的影像对象,并根据多尺度影像对象的层次关系建立建筑区-建筑物的场景关系,根据影像对象的特征建立不同时相影像对象的同名对象关系。在变化检测过程中首先在建筑区尺度上,利用基于同名对象的城市建筑区变化检测方法检测影像中变化的建筑区,以减小建筑物变化检测范围。然后,利用多尺度对象间的层次关系确定建筑物尺度上中变化的建筑物对象,从而实现区域变化-地物变化的双尺度变化检测。在建筑物变化检测中为了准确的识别影像中的建筑物,论文在充分分析高分辨率遥感影像中建筑物影像特征的基础上,提出了基于场景信息的高分辨率遥感影像建筑物提取方法。该方法根据建筑物与阴影,建筑物与建筑区的上下文关系,构建建筑物场景规则,并利用该场景规则实现高分辨率遥感影像建筑物的精确提取。