基于Hough变换的高分辨率遥感影像城市直线道路提取

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1、叠感应用遥感信息基于I-Iough变换的高分辨率遥感影像城市直线道路提取吕健刚，韦春桃(广西桂林工学院土木工程系，桂林541004)摘要：根据高分辨率遥感影像城市直线道路特性，提出在图像分割获得道路网轮廓的基础上，使用Hough变换检测道路所在直线，对直线进行道路判断，再将所得道路段进行修剪、连接形成道路网，实现道路提取。实验结果表明，该方法能有效的从高分辨遥感影像中提取城市直线道路。关键词：Hough变换；道路提取；遥感影像；图像分割中图分类号：TP751文献标识码：A文章编号：1000—3177(2009)103—0015—04域中的道路网

2、由许多街区组成，每个街区中的地物1引言目标分布常常是有规律的，道路长度通常大于或等随着遥感技术的发展，航天飞机和各种卫星系于一个街区，城市道路网可以抽象为由许多直线道统提供的遥感影像大量增加，它们的空间分辨率、光路构成[】]。根据这些道路特性，本文提出一种城市谱分辨率不断提高，为地理信息系统提供了丰富的道路提取的方法：先采集道路灰度值，根据道路灰度基础信息数据源。遥感影像中道路网是非常重要的值，设定阈值进行图像分割，二值化处理得到基本的基础地理信息，在地图更新、汽车导航、目标识别等道路网轮廓。在道路网轮廓的基础上，使用Hough领域都具有重要意

3、义。如何有效地利用遥感影像进变换检测道路所在直线，对检测所得直线进行道路行道路提取，已成为国内外遥感领域研究的热点，它判断，判断为道路的直线段再进行修剪、连接，最后不仅是遥感领域的难题，也是计算机视觉和图像理实现道路网提取。实验结果表明，该方法能有效地解研究的重点之一。从高分辨遥感影像中提取城市直线道路。方法流程目前遥感影像道路提取已取得一定成果，根据如图1。道路提取的自动化程度，可分为半自动道路提取和箍囊HH揣自动道路提取。半自动道路提取即利用人机交互的方式进行道路提取和识别，其主要思想是人工首先图1道路提取方法流程图提供初始道路点(种子点)

4、，有时还提供初始方向，然2图像分割及二值化处理后再由计算机进行处理识别，同时适当进行人机交互。自动道路提取的主要思想是：先“识别”出道路，高分辨率影像中道路灰度值比较均匀。先采集再自动准确定位道路。其中“识别”对于计算机来说道路灰度值，根据道路灰度值，设定阈值进行图像分还十分困难，这也是计算机视觉、模式识别和人工智割，二值化处理得到基本的道路网轮廓。如图2(a)能等学科的一个难题。目前人机交互的半自动道路为原始遥感影像，先采集道路的灰度值，获得该灰度提取取得了较好的效果，完全自动的道路提取还不值为Mean—Value，设定图像分割阈值Min和M

5、ax成熟，道路提取的自动化程度、算法的稳健性还有待(Min~Mean—Value~Max)，进行图像分割，图中加强。各像元灰度值为GrayValue，二值化规则如下[2]：一般地，在高分辨率遥感影像上，道路具有一定二值化图：的宽度，其形状像一个窄的矩形或带状线。城市区收稿日期：2008—09—04修订日期：2008—10—19基金项目：基金项目：广西自然科学基金项目(桂科自0728219)。作者简介：吕健刚(1983~)，男，硕士研究生，研究方向：遥感影像处理。E-mail：lvjianggan@163．corn．通讯作者：韦春桃(1968~)

6、，女，副教授，研究方向：遥感与地理信息系统。15递摩信息E[面“”“”f0Mi咒

7、值臼，0O0’'’'’=OlO计算』Dxcos0+ysin0，并在相应累加器A(p，’’110：回㈤：∥)一A(1(即把矩阵A的元1D，∥)+素A(1D，∥)的l111111田111值增加1)。01O(4)寻找参数空间累加器矩阵中某个极大值点，该点对应图像空间中的一条直线(。a)二值图填充前(b)二值图填充后图3背景色填充3Hough变换检测直线3．1Hough变换原理Hough变换是一种线描述方法，将笛卡儿坐标空间中的线变换为极坐标空间中的点。如z，Y是像素的直角坐标，用P代表直线距原点的法线距离，口为该法线与X轴的夹角。如笛卡儿坐标空间中的

8、(a)笛卡儿坐标空间中(b)极坐标空间中的点一[3叫]条直线，经过如下坐标变换公式：平行的线(0值相同)—XCOS0+sin0』Dy该直线对应极坐标空