遥感信息工程学院

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1、遥感信息工程学院遥感科学与技术专业城市遥感课程设计报告课题名称：城市遥感姓名：洪浪学号：2011302590181专业班级：11遥感（2）班系（院）：遥感信息工程学院指导老师：徐景中设计时间：2012-2013学年第1学期目前城市道路提取方法主要针对中、低分辨率城市影像，且大多采用基于灰度形态分割的道路提取模型。针对城市高分辨率遥感影像，提取道路等线状地物的特征难度很大，主要表现在：在高分辨率遥感影像上道路有一定的宽度、噪声很大、遮挡严重、道路和路边背景材质接近等。本文阐述了城市遥感影像中道路提取的特点，以及当今道路特征提取的一些研宄成果。

2、【关键词】道路提取，归一化植被指数，数学形态学，细化0引言在遥感影像处理中，特征提取和模式识别具冇重要的地位。特征提取一般可分为三个部分：点特征的提取、线特征的提取和面状特征提取，其屮线状特征的提取具有承上启下的作用。在一幅遥感阁像中，道路是一种重要的线型地物，因此道路提取具有重要的意义。如何提取道路特征现在己经有很多这方面的研究，但都有一定的不足。木文对当今的研究进行了综述，认为根据道路提取的自动化程度，可以分为自动特征提取和半自动特征提取。其屮具有代表性的方法有：棊于像素与背景的算子模型的道路特征提取、基于树结构的特征判别模型的道路提取

3、、基于最小二乘B样条曲线的道路提取、基于类与模糊集的道路网提取、基于平行线对的道路提取、基于二值化和知识的道路提取和基于窗U模型特征的道路提取。另外，人工祌经网络（ANN）、遗传■算法（GA）、数学形态学（MathematicalMorphology）、次胜者受罚算法（RPCL）、动态规划等一些新方法也应用到Y道路提取屮，并取得了一定的效果1城市道路提取简介1.1城市道路提取道路具有一些光谱、几何和空间特征。道路的光谱特征与混泥土、柏油或沙土等材料的光谱特征有关，一般来说，公路像素要比相邻区域像素低，是低亮度区。道路一般都是平直的线，其局部

4、曲率有一上限，另外，道路很少单独存在,总是相互连接成道路网。城市道路又有自己的一些特点。由于城市中建筑物较多，道路中会冇很多建筑物的阴影。道路中会冇很多斑马线、分道线和不同颜色的车辆等。这些因素很容易造成提取道路时道路结果发生断裂。道路两旁一般都有一些植被作为道路的绿化地带，这为道路提取带来很大的麻烦，很容易把部分植被错分成道路，和道路粘连在一起，通过一般的方法很难除掉这部分噪声。1.2国内外研宄现状由于道路目标复杂的光谱与形状特征，在遥感图像上进行道路的提取一直被认为是一项具有相当难度的工作"遥感工作者们对此问题进行了大量不懈的努力，国内

5、外在这方面的研宄大概有30多年的历史，并在特定的情况下取得了一些进展，如在中小比例尺的航空影像上，道路不密集的农村地区可以确认大部分的道路网"特別是从95年开始，国际上已经连续召开了三届人工地物提取研宄方面的专门研讨会，并出版了论文集，全球性的研宄热潮初具规模”国内外也成立了很多专门的研宄项目和机构从事人工地物的自动提取研宄"如美国RadiuS项目和Mckeo"实验室，南加州大学Nveatia领导的研究组，瑞丄•的/AmobeO项目和ETH，德国的波恩大学，奥地利的格拉茨大学和法国的地理院(IGN)等;以及国内如武汉大学!解放军信息工程大学

6、!国防科技大学!屮国科学院!华屮科技大学等，它们在道路持征提取等方面都作了许多研宄工作”。1.3城市道路提取原理基础在高分辨率遥感影像中道路具有如下的特性：(1).主要道路是相互连通的”每一道路段的两端或是与另一道路段相交"或是延伸至图像的边界外(2)每一道路段上至少存在一对与之方向一致并贯穿整段街道的平行直线”这些直线一般是道路的边线)或分道线)车道线等(3)在路面上存在少量与道路方向不太一致的直线”如与道路方向垂直的交通管理线等(4)主要道路的路径较直”因此每一道路段的长度不会太短(5)每一道路段路面宽度基木上一致(6)道路两侧的树木)

7、房屋的阴影)路面上的汽车等物体的遮挡”使道路上的直线断开(7)因分道线)交通线等的影响”路面上的灰度分布并不均匀因此虽然在高分辨遥感影像上道路特征比较明显由于受周围地物、田埂、建筑物、树木等，的影响影像上的道路并不是完全具有平行边缘的均一化亮条带故在道路段提取时不仅应考虑道路木身的辐射信息,边缘亮度，还要考虑道路的几何结构信息，甚至还要考虑周围其他地物信息，利用它们之间的相互约束，提高道路提取的准确度和可靠性。通过影像分割的方法来提取高分辨率影像中的道路特征是道路特征提取的方向之一，其基木思想方法是:首先对高分辨遥感影像二值化，对此二值化影

8、像再进行各种处理，得到最终提取的道路网络，其基木流程如图：a.预处理预处理的主要目的是减少图像噪声，增强图像，突出道路目标特征，使道碟的几何一辐射特征理想化，其主要内容括:(1)