论文面向我国南海岛礁的变化检测需求,以中分辨率和高分辨率岛礁遥感影像作为数据源,研究不同尺度岛礁遥感影像的像素级精度自动配准技术,并在此基础上,实现对南沙群岛中大区域内变化岛礁识别和单个岛礁土地覆盖类别的变化检测,服务于我国南海岛礁的变化检测和实时监测。随着对地观测领域的发展,可以获取大量同一区域不同成像条件下的岛礁遥感影像,海量的影像资源为岛礁的遥感监测提供了充足的数据源,也带来了诸多挑战。传统手动配准方式实现成本高、效率低、响应时间长,阻碍了对岛礁遥感影像的充分利用,实现岛礁影像配准流程的自动化,对于进一步对岛礁进行变化检测有着重要意义。近年来,周边国家严重侵犯我国南海区域并非法占据我国南海岛礁,实现我国南海岛礁的变化检测对维护我国海洋权益、保障国防安全有着重大意义。论文以中、高分辨率岛礁影像为数据源,选取南子岛和中业岛及周边南沙群岛部分岛礁为研究区,提出一套利用不同尺度遥感影像对南海岛礁进行自动配准和变化检测的技术方案。论文的主要研究内容和结论包括:(1)中分岛礁影像自动配准。针对中分岛礁遥感影像缺乏纹理特征和存在局部几何畸变的特点,论文采用从全局粗配准到局部精配准的思想。在全局粗配准阶段,通过岛礁的几何轮廓信息完成全局的粗配准,来避免影像缺乏纹理特征而造成的配准困难。在局部精配准阶段,根据岛礁局部的灰度信息,对于不同岛礁构建局部几何变换模型,以修正影像几何畸变造成的影响。(2)高分岛礁影像自动配准。针对高分岛礁遥感影像纹理特征不稳定和纹理特征过于集中的特点,论文采用从“特征空间分布—轮廓重叠面积”分层控制筛选策略。首先,通过计算空间模型和特征匹配对集合的空间离散度,来筛除不符合空间分布的特征匹配对;然后,根据岛礁轮廓的重叠面积比率,自动选择最优的阈值进行随机抽样一致筛选,保证构建高精度的用于配准的几何变换模型。(3)岛礁变化检测分析。在岛礁遥感影像自动配准的基础上,采用“中分变化岛礁识别—高分岛礁信息提取”的变化检测方案。对于中分岛礁遥感影像,基于灰度差异法对岛礁进行整体的变化检测,识别多个岛礁中变化明显的岛礁;对于高分岛礁遥感影像,以南子岛和中业岛为例,对这两个岛礁进行分类后比较的变化检测,分析岛礁的土地覆盖类别变化情况。综上所述,论文实验以对南海的部分岛礁变化检测有目标导向,所提的中分岛礁遥感影像自动配准算法,可以克服中分岛礁影像缺乏纹理特征和存在局部畸变的困难,采用从全局粗配准到局部精配准的思想,实现中分岛礁遥感影像的高精度自动配准;所提的高分岛礁遥感影像自动配准算法,可以克服高分岛礁影像纹理特征不稳定和特征过于集中的困难,采用从空间分布控制到岛礁轮廓重叠面积率两次筛选的思想,实现高分岛礁遥感影像的高精度自动配准;最终成功通过中分影像检测到岛礁整体变化检测结果,并且通过高分影像单独对变化明显岛礁进行更具体的土地类型变化检测,整体构建了一套“影像自动配准—变化岛礁识别—变化信息提取”的岛礁自动配准与变化检测方案,具有较好的应用潜力。