融合非监督分类和几何—纹理—光谱特征的高分辨率遥感影像道路提取

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1、硕士学位论文融合非监督分类和几何-纹理-光谱特征的高分辨率遥感影像道路提取作者姓名：韩洁指导教师:李安正高级工程师中国科学院遥感与数字地球研究所郭擎副研究员中国科学院遥感与数字地球研究所学位类别:工学硕士学科专业:信号与信息处理培养单位:中国科学院遥感与数字地球研究所2018年6月Roadextractionbasedonunsupervisedclassificationandgeometric-texture-spectralfeaturesforhigh-resolutionremotesensingimagesAthesissubmittedtoUni

2、versityofChineseAcademyofSciencesinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinEngineeringinSignalandinformationprocessingByHanJieSupervisors:ProfessorLiAnAssociateProfessorGuoQingInstituteofRemoteSensingandDigitalEarthoftheChineseAcademyofSciencesJune2018中国科学院大

3、学研究生学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明或致谢。作者签名：日期：中国科学院大学学位论文授权使用声明本人完全了解并同意遵守中国科学院有关保存和使用学位论文的规定，即中国科学院有权保留送交学位论文的副本，允许该论文被查阅，可以按照学术研究公开原则和保护知识产权的原则公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编

4、本学位论文。涉密及延迟公开的学位论文在解密或延迟期后适用本声明。作者签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要道路作为极具经济价值的基础设施，是社会经济发展的基础。高分辨率遥感技术的发展为路网信息的获取提供了一种便捷、高效的新途径。目前针对高分辨率遥感影像道路提取多采用监督分类方法，但需要人工选择样本，自动化程度低且具有不稳定性；基于像元级的方法，提取完整度低且易产生椒盐噪声；面向对象的方法易产生粘连问题。由于自然场景的复杂性，遥感影像易受噪声干扰，再加上提取算法的局限性，道路提取并没有得到很好的解决。高分辨率遥感影像的道路提取依然是国内外研究的热点和难点。为了提高

5、道路提取的完整度、准确度和自动化程度，本文从多特征融合的角度出发，提出一种结合非监督分类和多特征的道路提取方法。具体的研究工作主要有：（1）分析了我国道路的分类体系，总结了道路在高分辨率遥感影像上的特征，以及不同场景下道路的干扰因素。（2）提出了一种基于非监督分类和几何-纹理-光谱特征的高分辨遥感影像道路提取方法，建立了一套完整的非道路区域滤除体系，选择城市、乡村、山区三种场景下六幅不同卫星、不同分辨率的高分辨率遥感影像进行实验，并与国内外两种有代表性的像素和对象两个层面上的道路提取方法进行对比。实验结果表明，本文方法可以有效改善椒盐噪声和粘连现象，且具有较高

6、的自动化程度。（3）针对高分辨率遥感影像中易产生的阴影和遮挡问题，应用了一种基于Frangi线性目标增强的改进方法。选择了四幅高分辨率影像进行对比实验，实验结果表明，该方法能够有效提取出影像中的线性特征，解决部分阴影和遮挡问题，并且具有较高的稳定性和精度。关键词：非监督分类，纹理特征分类，Frangi线性目标增强，边缘滤波，形状滤波，道路提取，定量评价IAbstractAbstractAsaninfrastructurewithgreateconomicvalue,roadsarethefoundationofsocialandeconomicdevelopm

7、ent.Thehigh-resolutionremotesensingtechnologyprovidesaconvenientandefficientnewwayforroadnetworkinformationacquisition.Atpresent,thesupervisedclassificationismostlyusedinhigh-resolutionremotesensingimageroadextraction,butthemanualselectionofsampleisneeded.Thusitiswithlowautomationan

8、dlowinstability.The