发明名称 高分辨率航空遥感数据自动道路提取方法
摘要 本发明涉及一种高分辨率航空遥感数据自动道路提取的方法,该方法用航空遥感影像以及相应研究区的DSM数据来提取地面以及地上区,并通过一系列的形态学变换,包括开闭运算、凸集外壳、凹集外壳、距离变换、分水岭分割等,构造街区和提取道路中心线。本发明方法所获得的道路中心线和边界线都是连贯的曲线。与传统的方法相比,算法理论完备、道路线准确、计算快速、算法适应性好;经试验表明,本发明方法在道路提取方面具有很强的鲁棒性。
申请公布号 CN104504718B 申请公布日期 2017.03.29
申请号 CN201510003132.4 申请日期 2015.01.06
申请人 南京大学 发明人 李艳;吴剑亮;刘元亮
分类号 G06T7/10(2017.01)I 主分类号 G06T7/10(2017.01)I
代理机构 南京同泽专利事务所(特殊普通合伙) 32245 代理人 蔡晶晶
主权项 一种高分辨率航空遥感数据自动道路提取方法,包括以下步骤:步骤1、产生NDSM数据——对DSM数据进行形态学滤波得到NDSM数据;步骤2、提取水平地面——从NDSM数据中提取高度在地表平均高度的平坦地面区域数据;步骤3、产生街区的外壳——对步骤2获得的平坦地面集合求补集得到地上对象区域;接着进行平滑处理获得包含房屋的各个连通街区区域,并获取各街区的光滑外壳;步骤3中,以每个街区内的栅格中心点为点集构建delauney多边形,delauney多边形的外轮廓为对应街区的凸壳;检测相互重叠的凸壳,对于重叠的凸壳而言,如果相应街区的面积与其凸壳的面积之比小于0.5,则追踪街区轮廓,并计算高斯平滑后的凹拐点作为凹角点,插入原有对应街区的凸壳角点中,对该凸壳进行外轮廓重构形成此街区的凹外壳;步骤4、提取道路中心线——对平坦地面区域数据进行距离变换获得距离变换图像,提取距离变换图像的分水岭线,从而获得由若干连贯的待验证道路中心线构成的道路中心线网络;步骤5、提取道路边界线及交叉路口——使用像素尺寸为5*5的移动窗口从待验证的道路中心线上滑动,移动窗口的中心置于待验证道路中心线上,如果移动窗口内部的待验证道路中心线像素数大于7,则认为此时的移动窗口中心点为一个交叉路口点,将道路中心线网络在该交叉路口点处进行断开;估计最大道路宽度为K,待验证道路中心线向两侧各膨胀K/2作为掩膜,与街区的外壳求交集,所得结果即为待验证道路边界;步骤6、道路要素的交叉验证——道路中心线一次验证:待验证道路边界线向两侧各膨胀K/2作为掩膜,与待验证道路中心线求交集,剔除交集以外的待验证道路中心线;验证交叉路口点:如果交叉路口点的K/2范围内没有待验证道路中心线,则该交叉路口点为虚假路口,进行剔除,至此获得真实的交叉路口点;道路中心线二次验证:对待验证道路中心线的端点处开窗,窗口的像素尺寸为7*7,如果窗内没有真实的交叉路口点,则剔除该待验证道路中心线及伴随的待验证道路边界,至此获得真实的道路中心线;步骤7、道路中心线生长——真实的道路中心线检测端点,沿其对应的待验证道路中心线逐点生长,直至接触真实的交叉路口点,15个像素内未接触到交叉路口的中心线取消生长。
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