毕业设计（论文）--遥感图像中机场跑道检测算法

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1、目录第一章绪论1§1.1研究背景及意义1§1.2国内外研究现状1§1.3本文所做的工作及内容安排21.3.1主要工作21.3.2内容安排2第二章数字图像预处理3§2.1图像灰度化3§2.1.1图像灰度化原理3§2.1.2图像灰度化效果图3§2.2图像分割4§2.2.1图像分割简介4§2.2.2迭代阀值分割法5§2.3边缘检测6§2.3.1边缘检测介绍6§2.3.2robert算子6§2.3.3sobel算子7§2.3.4laplace算子7§2.3.5边缘检测算子测试对比8§2.3.6结合图像二

2、值化进行边缘检测效果图9§2.4本章小结10第三章霍夫转换算法12§3.1霍夫转换算法原理12§3.2霍夫转换实现流程及关键步骤14§3.3霍夫转换效果测试15§3.4传统霍夫转换的优缺点15§3.5本章小结16第四章遥感图像中飞机跑道检测算法17§4.1遥感图像中机场目标判断的基础知识17§4.2遥感图像中飞机跑道检测算法17§4.3算法测试19§4.4本章小节21第五章总结与展望22致谢23参考文献242011/6中国地质大学本科生毕业论文23第一章绪论§1.1研究背景及意义遥感图像辅助目标

3、识别的开发从20世纪70年代开始一直是许多学者的兴趣所在，机场目标识别是其中的一个分支，而对机场跑道的检测则是整个机场目标识别的基础，能否准确得检测出跑道目标无论是对遥感图像的计算机辅助判读还是GIS信息的更新以及战场打击效果的评估都有重要的意义。利用卫星或者飞机等所拍摄的照片监视或者侦查地面目标，以其不受地域的限制，一直是获取有关信息的重要手段，已经被应用于国防和国民经济建设的许多领域之中。尤其是在军事领域的侦查，制导，警戒以及防御系统中，目标识别更是得到充分的运用。在遥感图像的处理中，机场作

4、为重要的目标，研究对其进行自动识别具有重要的意义。由于机场跑道对于起降飞机，自动导航和军事作战有着极其重要的作用，因此机场跑道的自动识别成为急待解决的课题。遥感图像中机场跑道检测是遥感图像辅助目标识别系统的一个重要分支，成功检测出机场主跑道的位置，长度可以极大的强化对机场进行军事打击的精度。由于对机场跑道的检测多用于军事领域，这就对算法提出了更高的要求，不仅仅要求算法的检测结果精确，同时还要求算法的速度快。§1.2国内外研究现状从20世纪90年代开始，国内外就开始关注机场图像的检测识别，也提出了

5、很多方法，至今国内外对于飞机跑道的检测一直极为重视并且做了大量的研究工作，国内比较有影响的几种方法分别是中国科学院对地观测与数字地球科学中心的基于模板的机场提取方法和基于骨架特征的机场跑道检测。这些研究方法一般有两个思路，一个是通过边缘检测，直线段搜索，直线拟合，直线修正并进行模板式霍夫转换从而得到机场跑道。另一种是通过对图像进行增强处理，用最佳阀值法进行图像二值化，然后通过结合不同的边缘检测算子对图像进行霍夫转换然后进行平行判断从而得到机场跑道。本文使用的就是第二种思路。Hough变换于196

6、2年由PaulHough提出，并在美国作为专利被发表。它所实现的是一种从图像空间到参数空间的映射关系。由于具有一些明显优点和可贵性质，它引起了许多国内外学者和工程技术人员的普遍关注。例如，由于其根据局部度量来计算全面描述参数，因而对于区域边界被噪声干扰或被其他目标遮盖而引起边界发生某些间断的情况，它具有很好的容错性和鲁棒性。多年来，专家们对Hough变换的理论性质和应用方法进行了深入而广泛的研究,并取得了许多有价值的成果。2011/6中国地质大学本科生毕业论文23§1.3本文所做的工作及内容安排

7、1.3.1主要工作由于直接对图像进行霍夫转换效果不理想，只有进行图像预处理之后能得到较为满意的检测结果，图像预处理中对图像进行二值化和边缘检测是很重要的，预处理方面本文主要做了图像灰度花，二值化，边缘检测，就不同的边缘检测算子进行了测试。在进行上面的图像预处理之后，对所得结果进行霍夫转换，霍夫转换后进行平行检测这几种工作，最终通过对几幅飞机场俯瞰图进行跑道检测。结合最终算法测试结果，分析了霍夫变换的优缺点并给出了改进方向。1.3.2内容安排第一章绪论，阐述了国内外对于机场跑道检测算法的研究现状和

8、该课题研究的意义，并对本文算法进行基本的概括。第二章数字图像预处理，主要阐述了图像处理的基本知识，图像灰度化的知识，进行迭代得到最佳二值化阀值算法原理及实现，Sobel边缘检测算子原理及实现，Robert边缘检测算子原理及实现，Laplace边缘检测算子原理及实现，三种算子检测效果对比以及结合二值化，边缘检测的效果图。第三章霍夫转换，阐述了霍夫转换算法的原理，实现流程以及算法中关键步骤的存在意义。第四章遥感图像中飞机跑道检测算法，针对算法中的不足进行改进，最后对一般性军事机场进行跑到检测并给出检