本文基于国家高技术研究发展计划“高空间分辨率卫星图像分割的新型技术研究”、和国家自然科学基金“基于频域特征的高空间分辨率卫星图像多尺度分割方法研究”,对高空间分辨率遥感图像的城市河道信息进行识别和提取。城市河道是城市水资源的重要载体,具有重要的城市生态景观、防洪和调节热岛效应等功能。因此,城市河道信息的识别和提取研究对城市河流的人工治理和建设具有重要意义。随着卫星遥感图像空间分辨率的提高,基于像元的遥感图像分类技术开始向基于对象的特征识别和提取技术过渡,这使得城市地物(城市道路、城市建筑物、城市河道、城市绿地等)特征信息的提取成为可能。本文结合城市河道信息的双线性特点将其分为边缘特征和低频信息两部分,分别进行频谱分析来确定两部分的频谱截止频率。设计相应的扇环形带通log Butterworth滤波器和低通Butterworth滤波器分别对城市河道的边缘特征和低频信息进行提取。在结合边缘特征和低频信息的基础上实现对城市河道信息的提取。论文主要研究内容与结论包括：一、利用径向和角向分布图对高分辨率遥感图像城市河道信息进行频谱特征分析,揭示了不同类型城市河道信息的频谱特征。经二维傅里叶变换后,频谱图表征了各种地物特征在频率域上的分布,而不同类型的城市河道,即直线型城市河道、交叉状非直线型城市河道以及弯曲状非直线型城市河道,在频域的径向和角向分布图中具有不同特点。由于径向分布特征和角向分布特征是能量在某个方向或者环上的积累值,所以可借此对城市河道信息频谱分布特征进行全局分析,为城市河道信息的进一步频谱分析奠定基础。二、将城市河道信息分为边缘特征和低频信息分别进行频谱分析,并确定二者的截止频率。本文根据一维信号的边缘点的频谱响应特点得出边缘的频域主频及倍频的分布规律,以及各个谱峰间距离和个数与边缘间隔的关系,并将该结论拓展到二维遥感图像,从而确定了城市河道双线性边缘的频谱截止频率。对于城市河道的低频信息,本文借助一维信号,获取各种信号特征中低频信息在不同的频域半径内的能量占有比例,分析低频信息能量的分布特点,确定提取低频信息的滤波器带宽,并借助巴赛瓦定理,突出城市河道的低频信息,最终确定城市河道低频信息的频谱截止频率。三、基于河道边缘特征和低频信息的截止频率,设计相应的二维Butterworth滤波器用于提取河道边缘和低频信息,实现从遥感图像中提取城市河道信息。在一维Butterworth滤波器的基础上,考虑到研究区中包含了大量的非直线型的城市河道信息,本文构造出了扇环形的二维带通log Butterworth滤波器。根据河道边缘的截止频率,选择合适的滤波器参数对遥感图像进行滤波,得到城市河道边缘特征。低频信息的提取则是以直流分量为中心频率,结合河道低频信息截止频率,利用二维低通Butterworth滤波器进行滤波得到河道低频信息。四、城市河道信息的提取及定量分析和评价。首先,将城市河道低频信息的结果进行阈值化,将面积较小的对象剔除；其次,将其结果与边缘特征图像叠加,确定城市河道提取的区域范围；再次,根据城市河道边缘特征提取城市河道边界；最后,将原河道信息填充到城市河道边界中,实现面向对象的城市河道提取。在定量分析和评价中,本文基于误差准则,计算区域提取精度和边缘提取精度来评价城市河道提取结果,结果表明本文的提取精度能满足高分辨率遥感图像特征识别与提取的需要。本文根据高空间分辨率遥感图像中城市河道信息的频谱特点,分别设计适合于城市河道边缘特征和低频信息提取的滤波器,即用以提取边缘特征的扇环形的二维带通log Butterworth滤波器和用以提取城市河道低频信息的二维低通Butterworth滤波器。并结合城市河道的边缘特征和低频信息,最终实现城市河道信息提取。本文所提出的利用边缘特征和低频信息相结合的方法思路对于高分辨率遥感图像中的其它地物信息提取具有理论参考价值。此外,城市河道作为一种双线性的地物,本文所提出的信息提取方法具有重要的应用推广价值。