高分辨率遙感影像中道路提取方法的研究.pdf

1、道路網(wǎng)作為地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它的識(shí)別、提取和精確定位對(duì)于影像理解、制圖、GIS數(shù)據(jù)的更新以及城市規(guī)劃、交通和測(cè)繪方面具有的深遠(yuǎn)意義。衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展使得遙感影像的分辨率顯著提高，高分辨率和中低分辨率下的道路影像特征呈現(xiàn)較大差異，如何更好的利用高分辨率遙感影像提取道路信息實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新是近年來(lái)重要研究方向之一。
　　 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)是建立在拓?fù)鋵W(xué)和隨機(jī)集上的一門圖像分析學(xué)科，在圖像和信號(hào)處理、測(cè)繪領(lǐng)域中得到了深

2、度應(yīng)用。本文分析了現(xiàn)有的從遙感影像中提取道路的不同方法，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法研究實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)模板匹配法和基于多特征的k-均值聚類分割方法，本文主要工作包括下面三部分：
　　 (1)基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的遙感影像處理，可針對(duì)影像取特定的結(jié)構(gòu)元素經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的開(kāi)、閉運(yùn)算對(duì)影像進(jìn)行預(yù)處理，包括形態(tài)濾波和圖像增強(qiáng)。在提取出的道路網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)用開(kāi)閉運(yùn)算、形態(tài)重建對(duì)其進(jìn)行圖斑去除、孔洞填充、去除毛刺，得到精確道路提取結(jié)果。
　　

3、(2)對(duì)基于模板的道路提取方法進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠適用無(wú)明顯中心線的道路提取。選擇三個(gè)初始種子點(diǎn)，配合角度紋理信息確定道路初始信息，根據(jù)匹配閾值確定目標(biāo)窗，得到迭代種子點(diǎn)。將迭代種子點(diǎn)連線就是提取的道路線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，采用該算法能較好的提取道路信息，同時(shí)算法也基本滿足實(shí)時(shí)性要求。
　　 (3)提出一種改進(jìn)的聚類分割方法。道路圖像預(yù)處理后，引入綜合紋理特征向量和光譜特征向量對(duì)圖像進(jìn)行K-均值聚類分割，將分割后的影像利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)進(jìn)