高分辨率遙感影像道路信息提取及其應(yīng)用研究.pdf

1、遙感是一種快速、準(zhǔn)確、遠(yuǎn)距離獲取大面積地物的現(xiàn)代信息技術(shù)，是智慧城市建設(shè)和地理國情普查的重要手段，是政府及相關(guān)單位準(zhǔn)確掌握城市發(fā)展過程中各種相關(guān)信息變化的重要工具。道路信息作為地理信息數(shù)據(jù)的重要組成部分，是許多地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在社會(huì)發(fā)展的各個(gè)方面扮演著重要角色，遙感技術(shù)的快速發(fā)展為道路信息的獲取提供了一種便捷、高效的新途徑。目前實(shí)際生產(chǎn)中的道路信息提取方法主要是通過人工解譯和判斷，人力資源長期陷入到枯燥的數(shù)據(jù)處理當(dāng)中，造成了

2、人力資源的巨大浪費(fèi)。因此，如何利用計(jì)算機(jī)對(duì)道路信息這一重要地物進(jìn)行提取成為當(dāng)前信息處理與遙感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文以Worldview-2影像為研究對(duì)象，采用核Fisher判別分析理論作為主要研究方法，高效地完成高分辨率遙感影像道路信息提取及其應(yīng)用的研究。
　　 本文首先對(duì)課題的研究背景和目前比較成熟的道路信息提取算法進(jìn)行介紹，并對(duì)道路信息提取的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。然后從影像解譯原理和城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范兩個(gè)方面對(duì)道路信息的特征分析

3、總結(jié)。接著對(duì)核函數(shù)理論和Fisher判別分析進(jìn)行詳細(xì)研究，分析了核Fisher判別分析的優(yōu)勢，提出了基于核Fisher理論的高分辨率遙感影像道路信息提取方法，該方法充分利用了各種地物信息在高分辨率遙感影像中的光譜特征、紋理特征以及幾何特征，考慮了車道數(shù)信息對(duì)道路提取的影響，有效地實(shí)現(xiàn)了城市道路信息的提取。再是道路信息提取的應(yīng)用研究，本課題在道路信息提取的基礎(chǔ)上，完成了遙感影像分類的研究。最后對(duì)本文進(jìn)行總結(jié)，并展望未來的研究工作。本文的研

4、究重點(diǎn)包含兩個(gè)方面內(nèi)容，分別為:
　　 一是高分辨率遙感影像道路信息提取的研究。首先是簡單地物與復(fù)雜地物的分類，主要利用光譜特征訓(xùn)練核Fisher分類器，剔除簡單地物帶來的噪聲對(duì)道路信息提取的影響。其次是復(fù)雜地物中道路信息的提取。一方面，以光譜和紋理特征作為特征向量訓(xùn)練核Fisher分類器將復(fù)雜地物分為道路與建筑物;另一方面，提出多尺度提取方法獲取復(fù)雜地物中的道路信息，根據(jù)具有不同車道數(shù)的道路對(duì)應(yīng)于不同的寬度，依次提取出二車道、

5、四車道、六車道和八車道幾種常見車道數(shù)的道路信息。最后，將核Fisher分類與多尺度提取得到的道路信息相結(jié)合，得到最終的道路信息。
　　 二是高分辨率遙感影像道路信息提取的應(yīng)用研究。本課題在道路信息提取的過程中，實(shí)現(xiàn)了高分辨率遙感影像的初分類，提出了一種多數(shù)投票原則的濾波方法，對(duì)初始分類結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，提高遙感影像分類的精度。
　　 仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)方法相比，本文所提算法能夠有效的從高分辨率遙感影像中提取道路，進(jìn)而高效地