一种高分辨率遥感影像道路信息提取方法

道路在国民经济建设和国防建设中发挥着重大的作用,是非常重要的基础地理信息,一直以来研究道路的自动或半自动提取都被视为热点和难点,提出的理论和方法层出不穷,但没有一种方法能推广应用。针对道路难以从高分辨率遥感影像中提取的问题,提出了一种道路提取方法,首先影像将RGB颜色空间转换成HSV颜色空间,运用改进的区域分隔算法,实现道路区域的分隔。然后利用数学形态学腐蚀、膨胀等基本运算,结合区域的形态特征(如面积、紧凑度等)实现道路与非道路信息的分离。对多幅复杂道路图像进行试验,结果表明本方法能够很好地实现从复杂环境中提取道路信息。     

一种改进U-Net的高分辨率遥感影像道路提取方法

从遥感影像中准确高效地提取道路信息,对基础地理数据库的建立与维护具有重大意义。高分辨率遥感影像背景信息复杂,导致现有算法无法较好地从中提取道路信息。U-Net网络在图像分割方面有较好的实验效果,但道路分割结果准确性不佳,因此,提出了一种改进U-Net网络的高分辨率影像道路提取方法。首先,设计基于U-Net的网络结构,将VGG16作为网络编码结构,可更好地提取特征语义信息;其次,利用Batch Normalization与Dropout解决网络训练过程中出现的过拟合;最后,对训练数据利用旋转与镜像变换进行扩充,采用ELU激活函数,提升了网络训练速度。实验结果表明：该方法可以较为准确高效地提取道路信息。     

基于机载LiDAR和高分辨率遥感影像的城市道路网提取

利用单个数据源的数学形态学道路提取方法不能充分利用道路的特征,提取的道路信息不完整。针对这一缺陷,并考虑到机载LiDAR数据可以提供高程信息,提出了将机载LiDAR数据和高分辨率遥感影像数据结合起来的城市道路网的提取方法。以徐州市的机载LiDAR数据和高分辨率遥感影像数据作为实验数据,首先将两者进行精确配准,然后利用伪道路信息去除的方法分别将植被信息和建筑物信息等去除,得到基本的道路轮廓,再利用形态细化算法提取道路的中心线,最后,在ArcGIS和Matlab编程环境下实现了改进的道路修剪算法(IRT),利用该算法进行道路修剪,得到了平滑和连贯的城市道路网。经过精度评价可以看出:利用该方法可以较好地避免建筑物阴影、低矮植被群等对道路提取的影响,道路的识别精度达到84%以上。     

高分辨率遥感影像中提取道路网方法综述

高分辨率遥感影像中道路网的提取是智能地物提取和分析的重要方面。针对其特点,介绍了高分辨率遥感影像上道路网提取的基本思想和步骤,从提取要素层次的角度对现有的道路网提取方法进行了分析和综述,并指出当前高分辨率遥感影像道路网提取方法需要进一步解决的遮挡、地物特征类似、地物复杂等问题。展望了未来利用高层次知识、图像融合技术、三维信息等高效提取道路网的可行性。     

Urban road extraction from high-resolution optical satellite images

In recent years, many approaches have been exploited for automatic urban road extraction. Most of these approaches are based on edge and line detecting algorithms. In this paper, a new integrated system for automatic extraction of main roads in high-resolution optical satellite images is present. Firstly, a multi-scale greylevel morphological cleaning algorithm is proposed to reduce the grey deviation of the road regions. Secondly, based on the greylevel difference between road surfaces and environmental objects, a colour high-resolution satellite image is segmented into a simplified imagemap by using the mean shift algorithm, which consists of three stages. The first stage deals with image filtering, the second stage deals with colour segmentation, and the third stage is proposed to fuse small regions in the segmented image. The mean shift filter algorithm not only smoothes the image, but also preserves abrupt changes (i.e. edges) in the local structure. The mean shift segmentation algorithm is a straightforward extension of the smoothing algorithm, which preserves discontinuity. From the histogram of the simplified imagemap, we can find the potential road surfaces, and use greylevel threshold to convert the segmented image into a binary one. The binary image is processed by using binary mathematical morphological closing and opening to remove small objects and to open the connected street blocks. We use a contour tracing algorithm to remove holes in street-block regions and to detect the street blocks' contours. In this research we found that many street blocks' contours were preserved perfectly, except for some of them which were depressed. Finally, we utilize the convex hull algorithm to smooth the street blocks' zigzag edges and to close the gaps in some street blocks, and then, we get the road edges. The integrated system for road network extraction is tested on the red band of an IKONOS multispectral image; all algorithms in this study are developed in C++ under Windows XP operating system. Results of the road network extraction are presented to illustrate the validation of the extracting strategy and the corresponding algorithms in this research, and future prospects are exposed.     

基于灰度共生矩阵的纹理提取方法研究

随着遥感影像空间分辨率的提高,纹理特征在遥感影像中的作用越来越重要。对灰度共生矩阵的GLCM(灰度共生矩阵)同质性、GLCM对比度、GLCM相异性、GLCM角二阶距、GLCM相关性、GLCM熵、GLDV(归一化灰度)反差、GLDV均值、GLDV角二阶矩等九种纹理描述子进行研究,发现采用GLCM角二阶矩、GLDV角二阶矩这两种纹理描述子对高分辨率遥感影像的纹理提取具有较好效果。     

从航空遥感图像中自动提取主要道路

如果能自动地从航空遥感图像中提取出道路网,将会简化城市地物目标的分类和测量过程.该文根据城市主要道路在图像中的特性进行了模型化处理,进而提出了基于直线的、自动提取的方法.算法重点考虑到成像过程中必然引入的各种噪声,用高斯分布函数模糊化直线参数,使提取具有良好的稳健性.算法中的参数选择都是通过理论分析所得,因此,提取过程实现了自动化.实验结果表明,该方法能够从实际航空遥感图像中提取出主要道路网.     

结合地籍数据的高密度城区面向对象遥感分类 

利用高分辨率遥感影像和GIS辅助数据,对高密度城区进行面向对象的土地利用覆被分类研究。使用NAIP高分辨率航空遥感影像,在多尺度影像分割的基础上,针对特定地物选择合适的影像分割参数。采用决策树方法建立高密度城市地区的分类规则,并结合该地区地籍图数据作为辅助数据,逐步进行高密度城市地区地物信息提取。利用辅助数据进行面向对象的遥感分类效果优于单纯依靠遥感影像进行的分类,且有效提取了道路和复杂的房屋等信息,得到了理想的分类结果,其总分类精度从常规面向对象方法的84.08%提高到89.79%。利用辅助数据进行遥感分类提高了高分辨率遥感影像的分类精度,说明了利用辅助数据进行遥感分类方法的有效性。     

基于高分辨率遥感影像的城市群交通路网监测技术研究

为了推动高分辨率遥感影像在交通行业的应用,提升城市群交通路网规划、调查与管理水平,将高分遥感应用于城市群路网监测。应用分区人机交互式SNAKES算法实现了高分辨率遥感影像道路信息提取,利用边缘检测结合支持向量机算法实现车辆信息提取。在此基础上,阐述了应用路网和车辆矢量信息开展城市群交通状态判别、新建住宅公交站点需求分析等交通行业应用技术方法,为今后深入应用奠定了基础。     

高分辨率遥感影像信息提取及块状基元特征提取

分析了基于目标基元的遥感信息提取技术相对于传统的基于像元的处理方式所具有的优势;结合人类视觉机制和计算机尺度空间理论,设计了基于特征基元的高分辨率遥感影像多尺度信息提取技术流程框架,即在大尺度下进行粗分割后进行块状基元提取的技术及实现过程;最后给出了相关实验结果,实验表明本文提出的基于基元的遥感信息提取便于与视觉知识和环境知识更好地结合,提高了遥感信息处理与应用的自动化和智能化水平。     

光谱与形状特征相结合的道路提取方法研究

针对从遥感影像上提取道路,目前已经有很多研究,但尚有许多问题有待解决。如果仅从光谱特征分类入手提取道路,会存在“异物同谱”问题。为解决这个问题,提出了用光谱特征与形状特征相结合的方法提取道路。提出了3个形状指数描述道路的形状特征。以SPOT卫星影像为例,将高空间分辨率的全色图像与多光谱图像融合,首先基于道路光谱特征进行图像分类,然后再应用道路的形状特征去除分类图像中的“异物”目标。研究结果表明该方法能有效地从遥感影像中提取主干道路。     

基于ENVINet5的高分辨率遥感影像稀疏塑料大棚提取研究

随着设施农业管理要求的提高,需要提取高分辨率遥感影像中大范围、低密度的塑料大棚空间分布信息作为农业管理和资源分配的依据。以浙江省桐庐县为研究区域,利用高分辨率遥感影像数据,对比分析不同机器学习方法提取塑料大棚的效果。ENVINet 5深度学习架构可以克服标签较少的困难,通过语义学习进行塑料大棚提取和面积估算,总体精度和Kappa系数达到97.84%和0.81;U-net深度学习网络的提取结果中,总体精度和Kappa系数为96.22%和0.79,两种深度学习方法均优于利用支持向量机进行塑料大棚提取的结果。研究表明通过深度学习方法提取高分辨率遥感影像中稀疏分布的塑料大棚有很好的效果,可以为农业经济作物管理、规划和气象保障提供支持。     

基于图像类推的遥感图像超分辨率技术

由于卫星上相机距离拍摄景物较远,所以遥感图像分辨率一般较低。为了获得较高分辨率的图像。提出将图像类推技术(IA)与立方卷积插值法相结合的方法;并在学习样本集合建立过程中引入一种新的思路,直接对高分辨率图像的高频细节信息进行学习。实验结果表明,该方法不仅提高了放大图像的清晰程度,而且较一般的图像类推算法,能产生更为合理的细节以增强图像,使放大后的遥感图像更为逼真。     

不同分辨率对遥感影像中识别人造地物的影响

高分辨率卫星影像的出现为提取特定目标的空间结构信息提供了物质基础,通过分析一组不同分辨率的同一地区的模拟遥感影像,讨论了不同分辨率对遥感影像中识别人造地物的影响,并从定性定量两个方面解释了影响产生的原因,为从遥感影像中识别特定地物提供了参考分辨率,同时也为以识别人造地物为目标的遥感图像分割提供了有益的探索。     

基于PCA与HIS模型的高分辨率遥感影像阴影检测研究

根据高分辨率遥感影像阴影区域的性质,基于主成分变换和HIS模型,提出一种检测阴影的阴影指数SI(Shadow Index)。选取两个试验区,分别采用Polidorio算法、归一化阴影指数(NDUI)和SI进行阴影检测和比较分析,结果表明SI能够有效地区分阴影区域与水体和偏蓝色地物。提取3种算法的直方图得出,SI图像的直方图具有两个波峰一个波谷形状,能够更好地采用直方图阈值法分割阴影区和非阴影区。实验表明该方法简单有效。     

高分辨率遥感影像道路线性要素识别

为有效从高分辨率遥感影像中自动提取道路,提出利用线性要素间的拓扑关系识别道路线性要素的方法。提取影像中的线性要素并获取其邻域的光谱属性形成有向直线段;利用提出的道路线性要素识别模型,将满足条件的有向直线段聚类生成道路要素集;利用先验知识进一步验证。该方法主要使用道路线性要素的结构信息,适用于大范围、场景复杂的遥感影像,具有较高鲁棒性,目前该方法已应用于基于高分辨率遥感影像的GPS导航道路数据的生产和更新。     

海量遥感图象快速显示技术

为了解决随着遥感技术的飞速发展而产生的海量遥感图象,以及在计算机显示时,操作不流畅的问题,结合当前计算机软件和硬件的技术对其原因进行了深入分析。并针对影响显示速度的图象漫游和缩小操作等关键问题提出了基于中间图象技术,栅格分块技术,高速缓存技术以及中间图象序列技术等解决手段。同时在Windows9X/2000操作系统上,利用VC^ 6.0给予了具体程序实现,并在浙江省水土流失遥感调查中得到了充分利用。实践表明本文提出的技术手段能够在现有的计算机条件下,较好地解决图象显示不流畅的问题。     

遥感图像分类方法综述

从遥感图像分类方法的基本原理入手,介绍了传统遥感图像的分类一些方法,以及它们近年来的发展,此外还对遥感图像分类研究的新方向作了一些介绍,并对发展趋势作了展望。     

基于改进标记的高分辨率遥感图像分水岭分割方法

扩展最小变换是标记分水岭变换中常见的标记提取方法,但实验证明,基于该方法的图像分割结果在地物边缘处仍会存在破碎多边形。本文采用一种新的标记提取方法,首先利用高斯低通滤波器对梯度图像进行平滑,然后在梯度图像的低频成分中利用扩展最小变换提取标记,最后利用二值标记图像对原始梯度图像进行梯度重建,分水岭变换在重建后的梯度上进行。实验证明,该方法可以有效地去除地物边缘处的破碎多边形。