一种基于高分辨率遥感影像的道路提取方法

道路等线性地物的自动提取一直是高分辨率遥感影像研究所关注的内容。论文在分析现有的各种提取方法的基础上,结合城市道路在高分辨率遥感影像上的特点,提出一种半自动的道路提取法。该方法先对遥感影像中的道路点进行采样,统计其光谱特征,然后再在道路上设置道路生长原点,从这些生长原点开始,根据统计得出的道路光谱特征对邻域点进行判断生长,最后对生长出的道路图利用数字形态学进行内部腐蚀和边界平滑处理。试验结果表明,该方法提取道路具有较高的精度和实用性。     

高分辨率遥感影像上道路中心线的半自动提取

提出一种半自动的基于活动窗口线段特征匹配来提取高分辨率遥感影像上道路中心线的方法.通过用户在道路中心线上输入起始点,采用定义活动模板窗、阈值分割、线段特征匹配和改进的SSDA,实现了道路中心线的自动跟踪.另外,该方法还允许在跟踪过程中加入少量人工干预来处理某些匹配失败的情况,提高了实用性.对0.61m分辨率QuickBird影像和1m分辨率IKONOS影像进行道路提取的实验表明:该方法能够快速、准确地提取出主要道路的中心线,对噪声的干扰具有良好的鲁棒性.     

基于行道树的高分辨率遥感影像道路提取研究

在城市遥感中,道路自动(半自动)提取一直是研究的重点.本文在现有道路自动(半自动)提取技术基础上,结合高分辨率遥感影像中行道树的分布特点,从地学知识出发,利用归一化植被指数、阀值分割、数学形态学算子及地理信息系统的分析功能等实现基于行道树的道路自动(半自动)提取和道路面积快速、自动计算.结论表明基于行道树的道路提取和面积计算方法具有一定的实用性.     

一种高分辨率遥感影像道路信息提取方法

道路在国民经济建设和国防建设中发挥着重大的作用,是非常重要的基础地理信息,一直以来研究道路的自动或半自动提取都被视为热点和难点,提出的理论和方法层出不穷,但没有一种方法能推广应用。针对道路难以从高分辨率遥感影像中提取的问题,提出了一种道路提取方法,首先影像将RGB颜色空间转换成HSV颜色空间,运用改进的区域分隔算法,实现道路区域的分隔。然后利用数学形态学腐蚀、膨胀等基本运算,结合区域的形态特征(如面积、紧凑度等)实现道路与非道路信息的分离。对多幅复杂道路图像进行试验,结果表明本方法能够很好地实现从复杂环境中提取道路信息。     

一种改进U-Net的高分辨率遥感影像道路提取方法

从遥感影像中准确高效地提取道路信息,对基础地理数据库的建立与维护具有重大意义。高分辨率遥感影像背景信息复杂,导致现有算法无法较好地从中提取道路信息。U-Net网络在图像分割方面有较好的实验效果,但道路分割结果准确性不佳,因此,提出了一种改进U-Net网络的高分辨率影像道路提取方法。首先,设计基于U-Net的网络结构,将VGG16作为网络编码结构,可更好地提取特征语义信息;其次,利用Batch Normalization与Dropout解决网络训练过程中出现的过拟合;最后,对训练数据利用旋转与镜像变换进行扩充,采用ELU激活函数,提升了网络训练速度。实验结果表明：该方法可以较为准确高效地提取道路信息。     

基于相位编组的高分辨率遥感影像道路信息提取

从高分辨率遥感影像中提取道路信息已有许多研究,但仍存在许多问题有待解决.本文主要研究高分辨率遥感影像上城市道路信息的提取,从四个方面开展,即:遥感影像的预处理、阀值的确定、直线与曲线的提取以及道路信患在原图上的显示.传统的相位编组方法主要针对直线的提取,本文对其进行了改进,得到了一种基于相位编组的半自动提取道路信息的方法.实验中首先结合灰度形态学与Canny算子,得出信息较全的道路边缘轮廓信息,然后根据不同形状的道路模型,运用灰度值参数对相位编组法进行改进,提取出比较准确的道路信息.针对现代城市中常见的立交桥,特别是对其曲率较大的中心部分信患,该提取方法表现出了一定的优越性和适用性,实验结果较为理想.     

一种高分辨率遥感影像道路提取方法

针对空间异质性导致的道路几何纹理特征突出性下降问题, 提出一种高分辨率遥感影像道路提取方法. 首先设定跟踪模型, 依据人工输入点, 自适应提取道路中心点和道路宽度, 设计迭代内插、双向迭代两种跟踪方式以及矩形跟踪模板; 然后提出多描述子道路匹配模型, 针对道路几何纹理特征突出性不足问题, 基于道路区域地物边缘与道路方向一致的语义关系, 通过线段峰值约束的思想, 提出一种多尺度线段方向直方图(Multi-scale line segment orientation histogram, MSLSOH)描述子, 以此对跟踪方向进行预测; 针对道路几何纹理特征均质性下降问题, 从道路区域与道路非道路混合区域纹理差异性出发, 组合三角形构成扇形描述子, 突出道路影像纹理特征, 以此不仅可对预测跟踪点进行验证, 而且也可在结构信息缺失的情况下对道路进行跟踪; 最后选取不同类型、不同分辨率、不同场景的高分辨率遥感影像, 通过与其他方法的实验对比, 表明该方法能够解决道路提取过程中几何纹理特征突出性下降问题, 具有准确率高和自动化程度高的优势.     

高分辨率多光谱遥感影像中城区道路信息的自动提取

提出一种从高分辨率遥感影像提取城市区域道路网络的方法。该方法采用改进的数学形态学运算方法对影像进行分割,进而得到粗略道路信息网,然后利用道路网的几何特征实现道路与建筑物的有效区分,最后通过抽骨架的方法获得最终道路网中心线。试验数据为某一城区高分辨率卫星影像,并对最终提取的结果进行了评价,结果表明,所提出的方法能够从高分辨率多波段卫星遥感影像上精确、有效、自动提取城区道路网络。     

高分辨率遥感影像中道路震害信息的识别方法

大地震之后,紧急救援物资运输迫切需要了解灾区道路的震害信息,然而当前对遥感影像中道路的震害信息提取大多是基于像素的,提取的精度普遍不高。提出了一种面向对象的道路震害信息提取方法,通过综合利用道路的多种影像特征及震前GIS矢量道路相结合来提取道路,然后依据提取道路的完整程度来识别道路震害信息。采用汶川灾区的遥感影像为例进行了实验,与目视判读的结果比较后证明该方法有效改善了信息提取的速度和精度。     

基于改进的K-means法的高分辨率遥感影像道路提取

针对高分辨率遥感影像中道路提取存在的特征利用问题,提出一种基于改进的K-means算法的道路提取方法。首先根据遥感影像的具体场景进行相应的预处理;在此基础上,利用改进的K-means算法融合道路的光谱特征和纹理特征对图像进行分类,得到初始道路区域;然后利用道路的几何特征滤除非道路区域;最后采用数学形态学方法完善道路信息,得到最终结果。实验结果表明,该方法能实现复杂场景中道路提取,并拥有较好的效果。     

基于同态系统滤波的高分辨率遥感图像河流信息提取

为了解决在高分辨率遥感图像中易受同物异谱现象影响而导致河流信息提取不完整问题,依据河流区域在遥感图像中具有特定频率纹理信息这一特点,提出一种基于同态系统滤波的高分辨率遥感图像河流信息提取方法。该算法通过对遥感图像的频谱分析,确定河流信息在频域中的特征标识,采用一维剖面线加窗短时分析河流定位技术实现了全自动、快速全幅遥感图像河流定位和宽度估计,在同态系统下设计了低通滤波器实现对低频河流信息的提取。该算法采用"高分一号"遥感影像作为实验数据来源,相对于传统利用光谱信息的提取方法具有较高的提取精度,Kappa系数达0.85以上,并且实现全自动提取。实验结果表明所提算法能够快速、有效地提取复杂地貌区域内的河流信息。     

高分辨率遥感影像空间结构特征建模方法综述

高分辨率遥感影像能够提供详细的地面信息,具有复杂的空间结构特征。有效地描述和建模这种结构特征对实现影像解译、目标识别与提取以及场景理解等具有重要的作用。首先介绍了高分影像结构特征的概念和内涵,将结构特征划分为像元结构、目标结构和场景结构3个层次;然后对高分影像结构特征描述与建模方法进行了系统的综述,介绍了这些方法的基本思想、分析了其研究现状,并指出了存在的一些问题;最后给出了总结和展望。     

一种基于Hadoop的高分辨率遥感图像处理方法

随着海量、多源的高分辨率遥感数据的获取,耗时较多、效率低下的传统处理方式已经不能满足用户需求。针对上述问题,提出了一种基于云计算的高分遥感数据处理框架,利用Hadoop技术设计和改进了Meanshift图像边缘分割算法,并在Hadoop环境下进行了仿真实验。实验结果表明,在Hadoop环境下的高分辨率卫星图像数据处理速度有了明显的改善。     

基于不变矩的高分辨率遥感图像建筑物提取方法

为了有效地对图像进行特征提取, 利用不变矩算法对IKONOS和WorldView两种高分辨率遥感图像的城市建筑物地区进行提取。首先将图像数据经过Canny边缘检测和标记分水岭分割, 然后在此基础上分别利用胡氏不变矩和仿射不变矩对图像进行特征提取; 最后通过实验结果的评价可以证明在建筑物的特征提取上, 仿射不变矩比胡氏不变矩的提取效果更加显著, 进而也证明了利用不变矩算法对高分辨率遥感图像建筑物特征提取这一方法是可行且有效的。     

多特征融合的高分辨率遥感影像建筑物分级提取

目的 针对高分辨率遥感影像普遍存在的同谱异物和同物异谱问题,提出一种综合利用光谱、形状、空间上下文和纹理特征的建筑物分级提取方法。方法 该方法基于单幅高分辨率遥感影像,首先利用多尺度多方向梯度算子构造的建筑物指数和形状特征提取部分分割完整的矩形建筑物目标;然后由多方向线性结构元素和形态学膨胀运算确定投票矩阵,从而获取光照方向,并利用光照方向和阴影特征对已提取建筑物进行筛选,剔除非建筑物对象,完成建筑物初提取;最后借助初提取建筑物对象的纹理特征向量建立概率模型,取得像素级建筑物提取结果,将该结果与影像分割相结合实现建筑物提取。结果 选取两幅高分辨率遥感影像进行实验,在建筑物初提取实验中,将本文方法与邻域总变分法和Sobel算子进行对比,实验结果表明,本文方法适用性强,为后提取提供的建筑物样本可靠性更高。在建筑物提取实验中,采用查准率、查全率和F₁分数3个指标进行定量分析,与形态学建筑物指数结合形态学阴影指数算法、邻域总变分结合混合高斯模型和贝叶斯判决算法相比,各项精度指标均得到显著提升,其中查准率提高了2.90个百分点,查全率提高了12.49个百分点,F₁分数则提升了8.84。结论 本文提出的建筑物分级提取方法具备一定抗干扰能力,且提取准确性高,适用性强。     

高辐射分辨率遥感影像可逆信息隐藏算法

高辐射分辨率（≥10bit）航空航天数字遥感影像已经逐渐成为空间地理信息获取的主要数据源。针对高辐射分辨率遥感影像的特性,提出了一种基于整数DCT变换的可逆信息隐藏算法,通过对整数DCT变换后的高频系数进行修改来实现待隐藏信息的调制嵌入,并提出了相应的容量提升和失真控制方案,且能够在精确提取隐藏信息的同时实现原始数据的完全无损恢复。实验结果表明,该算法具有较好的不可感知性,可以有效抵抗线性拉伸攻击,并且对于剪切、旋转、噪声,滤波等攻击都具有较强的鲁棒性。     

结合相位一致与全变差模型的高分辨率遥感图像边缘检测

目的边缘检测是有效利用遥感数据开展地物目标自动识别的重要步骤。高分辨率遥感图像地物类型复杂,细节信息过于丰富,使得基于相位一致的边缘检测结果中存在过多的噪声与伪边缘。为此提出了一种结合相位一致与全变差模型的高分辨率遥感图像边缘检测方法。方法根据相位一致原理,应用Log Gabor构造的2维相位一致模型,引入全变差去噪模型对基于相位一致的边缘强度图进行改进。结果借助有界变差空间对图像光滑性的约束,实现了高分辨率遥感图像噪声去除与伪边缘抑制,利用改进后的相位一致边缘强度图可有效检测高分辨率遥感图像的边缘。结论实验结果表明,与相位一致模型、Canny算法相比,该方法能消除了高分辨率遥感图像中同类地物内部细节特征形成的噪声,抑制相位一致边缘检测结果中的伪边缘,突出地物的真实边缘,并能正确地提取地物目标的整体轮廓信息,有助于后续地物目标的自动识别。     

基于全卷积神经网络的多源高分辨率遥感道路提取

针对半自动道路提取方法人工参与较多、提取精度不高且较为耗时的问题提出一种基于全卷积神经网络（FCN）的多源高分辨率遥感道路提取方法。首先,对高分二号和World View图像进行分割,用卷积神经网络（CNN）分类出包含道路的图像;然后,用Canny算子提取道路的边缘特征信息;最后,结合RGB、Gray和标签图放入FCN中训练,将现有的FCN模型拓展为多卫星源输入及多特征源输入的FCN模型。选取西藏日喀则地区作为研究区域,实验结果显示,所提方法在对高分辨率遥感影像进行道路提取时能够达到99.2%的提取精度,并且有效地减少了提取所需的时间。     

模糊神经网络高分辨率遥感影像监督分类

目的 针对高分辨率带来的像素类属不确定性增大及各类属间相关性增强引起的影像分类问题,提出一种模糊神经网络高分辨遥感影像监督分类方法。方法 提出的模型为包含输入层,隐含层（隶属函数层）及输出层的三层前向模糊神经网络,输入层用于接收来自训练样本的灰度值;隐含层每个神经元节点的模糊隶属函数为对各类别定义的高斯隶属函数模型,以实现对输入变量隶属程度的不确定表达;输出层的输入变量为隐含层各神经元节点输出变量的线性组合,激活函数为分段线性函数,该层实现输入变量隶属程度的相关性表达。以训练数据直方图作为期望输出,梯度下降法求解模型参数,最后按最大隶属度准则实现分类决策。结果 利用本文算法和经典算法对合成影像进行实验,本文方法总体精度达到0.931,相对于高斯隶属函数方法总体精度提高了5.3%,相对于最大似然法提高了4.2%,相对于FCM方法提高了5.9%,对真实WorldView-2全色影像的实验中文中方法分割精度也高于传统方法。结论 提出的模糊神经网络模型可以更加精确的拟合高分辨率遥感影像复杂的分布特征,有效处理高分辨率遥感影像的上述分类问题。