本文關(guān)鍵詞：高分辨率遙感圖像中道路提取的分析與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西安電子科技大學(xué)》 2009年

高分辨率遙感圖像中道路提取方法研究

陳娟娟  

【摘要】： 道路網(wǎng)作為基礎(chǔ)地理信息,它的識(shí)別和精確定位對(duì)于影像理解、GIS數(shù)據(jù)獲取、制圖以及作為其他目標(biāo)的參照體都有深遠(yuǎn)意義。如何更好地利用遙感影像提取道路信息,是近年來的一個(gè)重要研究方向。根據(jù)自動(dòng)化程度,道路提取可分全自動(dòng)和半自動(dòng)兩種方式。目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于這兩種方式的道路提取已進(jìn)行了大量的研究。然而,除了一些半自動(dòng)系統(tǒng),還沒有一種適用范圍廣的方法來自動(dòng)提取道路網(wǎng)絡(luò),且大量應(yīng)用都集中于中低分辨率下的道路或道路網(wǎng)。隨著分辨率提高,高分辨率和中低分辨率下道路的影像特征呈現(xiàn)出較大差異,使高分辨率下的道路提取更具有復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性。 本文針對(duì)高分辨率下的山區(qū)遙感圖像和城區(qū)遙感圖像中的道路提取,分別進(jìn)行了研究。主要工作包括以下三部分: (1)基于傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)開閉算子的區(qū)域算子,能夠更好的適應(yīng)圖像的形狀變化,消除塊狀效應(yīng)。應(yīng)用區(qū)域算子對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理,再經(jīng)分水嶺變換可較好地保留道路信息。重點(diǎn)討論了區(qū)域閉運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)過程,及區(qū)域算子在山區(qū)道路自動(dòng)提取中的應(yīng)用,并通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了算子的有效性。 (2)對(duì)于含中心線的城區(qū)道路,采用基于模板匹配的半自動(dòng)道路提取方法,可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地提取城區(qū)主干道路的中心線。以中心線上一點(diǎn)為中心建立對(duì)應(yīng)模板窗,在沿道路前進(jìn)方向?qū)ふ遗c之匹配的目標(biāo)窗,將該目標(biāo)窗中心作為下一個(gè)道路種子點(diǎn),并以此生成新的模板窗。循環(huán)迭代即可得到一系列中心線上種子點(diǎn),最后將其連接成中心線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法對(duì)道路中心線的提取不僅滿足實(shí)時(shí)性要求,也達(dá)到了較好準(zhǔn)確性。 (3)對(duì)于不存在道路中心線的城區(qū)道路段,由于不能依賴于提取中心線特征來獲得道路,本文分別采用了基于像素匹配和基于比值直方圖匹配的半自動(dòng)提取算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,采用這兩種算法,均可以較好的提取出道路信息,且當(dāng)?shù)缆放c周圍環(huán)境對(duì)比度降低時(shí),仍能保證獲得較好效果。同時(shí),算法也基本滿足實(shí)時(shí)性要求。 本文工作得到國家自然科學(xué)基金(No.60672126,60702062,60971128)、“863計(jì)劃”項(xiàng)目(No.2007AA12Z136)和科技部“973計(jì)劃”重點(diǎn)項(xiàng)目(No.2006CB705707)的資助。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP751
【目錄】：

摘要3-4

Abstract4-8

第一章 緒論8-12

1.1 遙感圖像技術(shù)概述8-10

1.1.1 遙感的概念8

1.1.2 遙感的特性8-9

1.1.3 遙感的分類9-10

1.2 道路提取的研究背景10

1.3 論文主要工作和內(nèi)容安排10-12

第二章 道路提取的基本理論與方法12-18

2.1 道路的基本特征12-13

2.2 道路提取方法分類13-18

2.2.1 半自動(dòng)道路提取方法13-14

2.2.2 自動(dòng)道路提取方法14-15

2.2.3 道路提取方法總結(jié)15-18

第三章 區(qū)域運(yùn)算及其在山區(qū)遙感圖像道路自動(dòng)提取中的應(yīng)用18-28

3.1 形態(tài)學(xué)變換和開閉運(yùn)算18-21

3.1.1 形態(tài)學(xué)概述18-19

3.1.2 膨脹和腐蝕19

3.1.3 開運(yùn)算和閉運(yùn)算19-20

3.1.4 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果20-21

3.2 區(qū)域算子21-25

3.2.1 區(qū)域算子基本理論21-22

3.2.2 區(qū)域算子實(shí)現(xiàn)過程22-23

3.2.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果23-25

3.3 區(qū)域閉運(yùn)算在山區(qū)道路自動(dòng)提取中的應(yīng)用25-28

3.3.1 山區(qū)道路提取步驟25-26

3.3.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果26-28

第四章 高分辨率城區(qū)遙感圖像道路中心線的半自動(dòng)提取28-40

4.1 半自動(dòng)道路提取技術(shù)28-29

4.2 交互式操作29-31

4.2.1 初始點(diǎn)選取30

4.2.2 種子點(diǎn)校正30-31

4.3 圖像預(yù)處理31-33

4.3.1 車輛策略31-32

4.3.2 圖像增強(qiáng)32

4.3.3 閾值分割32-33

4.4 模板匹配計(jì)算33-37

4.5 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果37-39

4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)論39-40

第五章 基于匹配算法的半自動(dòng)提取無中心線道路40-52

5.1 基于模板像素匹配的遙感圖像半自動(dòng)道路提取40-47

5.1.1 圖像預(yù)處理41

5.1.2 初始種子點(diǎn)選取41-42

5.1.3 道路寬度獲取42-43

5.1.4 角度紋理特征提取43

5.1.5 像素匹配計(jì)算43-46

5.1.6 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析46-47

5.2 基于比值直方圖匹配的半自動(dòng)道路提取47-52

5.2.1 圖像直方圖47-48

5.2.2 比值直方圖匹配基本思想48

5.2.3 比值直方圖匹配具體流程48-50

5.2.4 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析50-52

第六章 總結(jié)與展望52-54

6.1 總結(jié)52-53

6.2 展望53-54

致謝54-56

參考文獻(xiàn)56-62

攻讀碩士學(xué)位期間研究成果62

攻讀碩士學(xué)位期間參與科研項(xiàng)目62-63

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【引證文獻(xiàn)】

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3 施海亮;基于Snakes模型的高分辨率遙感影像道路提取方法研究[D];河海大學(xué);2007年

【共引文獻(xiàn)】

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【同被引文獻(xiàn)】

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