一种高分辨率影像上铁路中心线提取的方法.pdf

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1、第28卷第5期遥感技术与应用Vo．28No．52O13年10月REMOTESENSINGTECHNOI0GYANDAPPLICATIONOf．2O1391用格式：wangHua，HanZujie，wangZhimin．AMeth。dofRailwayCenterlineExtractionfr。mHighspatia1ResolutionImagesEJ2．RemoteSensingTechnologyandApplication，2013，28(5)：761—765．[王华，韩祖杰，王志敏．一种高分辨率影像上铁路中心线提取的方法[J]．遥感技

2、术与应用，2013，28(5)：761—765．]一种高分辨率影像上铁路中心线提取的方法王华，韩祖杰，王志敏。(1．铁道第三勘察设计院集团有限公司工程实验室，天津300161；2．军事交通学院汽车指挥系，天津300160)摘要：从高分辨率影像中提取既有铁路中线，目前鲜有研究。铁路内部边缘丰富且具有良好的方向性，同时大量与线路近同向的铁轨阴影对中线提取造成干扰，使中线无法精确居中。提出一种两阶段的铁路中线提取方法，首先基于置信度方向直方图计算铁路中线的初始方向；然后根据轨间距与初始方向去除粗差点，以最小二乘法拟合铁路中线两侧最邻近铁轨线方程，通过

3、近邻铁轨线方程内插实现铁路中线的精确定位。选取LiDAR影像q-1000m双轨高铁进行实验，结果表明：采用该方法能够准确、快速地提取实验区中的铁路中线。关键词：高分辨率影像；铁路中线提取；方向直方图；最小二乘拟合；置信度中图分类号：TP79文献标志码：A文章编号：1004—0323(2013)05—0761-051引言围内边缘点存在明显的方向性。同时，铁路内部边缘特征丰富，大量近同向干扰使得铁路中线易产生随着遥感技术的发展，高分辨率遥感影像以其微小偏差，造成后段铁路中线无法精确居中。本文获取速度快、能够提供丰富地表信息的优势得到了提出一种两阶段

4、铁路中线提取方法，如图1所示，广泛应用。如何从高分辨率遥感影像中自动获取特首先基于置信度方向直方图获取铁路中线的初始征信息，是遥感影像应用的重要问题]。方向；然后根据轨间距与初始方向排除粗差边缘既有铁路中线提取是铁路要素(如铁路桥梁、路点，以最小二乘法拟合铁路中线两侧最邻近铁轨线基等)三维建模、铁路虚拟环境建设、铁路GIS数据方程，通过邻近铁轨线方程内插实现铁路中线的精库建设等工作的前提和基础，具有十分重要的意义。确定位。近20a来，遥感影像中道路解译成为一项研究热2研究方法点，国内外学者提出了一些自动或半自动的方法[2]，从遥感影像中提取既有

5、铁路却鲜有研究。高2．1预处理与边缘提取分辨率影像中，铁路特征如下：①从几何特征来看，2．1．1预处理具有一定宽度和长度，且在局部范围内宽度、曲率变受光源、成像系统性能等因素制约，图像局部对化平缓；②从辐射特征来看，路面与内部铁轨与四周比度存在差异，低对比度区域内边缘提取困难；高对环境存在明显差异，易提取边缘；③从上下文环境来比度区域内，提取边缘包括铁路附属设备、树木和铁看，铁路中线提取易受沿线电力等附属设施及铁轨轨阴影等细节，将对中线提取造成极大干扰。为克阴影干扰，前者与铁路方向基本垂直，后者与铁路近服此类问题，本文采用局部自适应图像增强方法

6、，计似平行。算每次迭代过程中滑动窗口内影像对比度，若低于综上，铁路具备良好的边缘特征，且在局部范给定阈值，则对影像进行增强。收稿日期：2012-05—17；修订日期：2012-09—27基金项目：国家自然科学基金项目“基于航空影像的模型导向建筑物三维建模研究”(41101450)。作者简介：王华(1983)，女，湖北武汉人，博士，工程师，主要从事摄影测量与遥感研究。Email：mariawh@126．corn。第5期三篁!二壹坌塑空影像上铁路中心线提取的方法765向直方图[J]．电子学报，2005，33(1)：7-11．]Computer—ai

7、dedDesign＆．ComputerGraphics，2007，19(3)：[8]QinZhen，CaoJianzhong．NewMean—shiftTrackingA1g。一334—339．[杨俊，王润生．遥感道路的场景感知与分类检测rithmbasedonOrientationHisgram[J]．ElectronicDesign[J]．计算机辅助设计与图形学学报，2007，19(3)：334—339．]Engineering，2011，19(12)：168171．[秦臻，曹剑中．基于方向L10]KangChuanli，YaoI．ianb

8、i．LineTypeIdentificati。nMethod直方图的Meanshift目标跟踪新算法[J]．电子设计工程，basedon[．eastT