基于高分辨率遥感影像的交通路网提取技术研究

摘要

伴随着国产高分辨率遥感技术的日益发展，交通行业对高分遥感数据的需求得到了快速释放，带动了国内交通遥感的蓬勃发展。交通路网作为多行业的基础性地理信息数据，在城市规划、车辆导航、应急救灾、施工监管、出行服务、军事等多方面应用具有重要作用，高分辨率遥感技术为准确、及时地提取和更新路网提供了一种有效手段。近几十年国内外对遥感影像道路提取的研究也有一定的进展，产生了大量的自动、半自动道路提取算法，但由于从高分辨率遥感影像中提取道路的复杂性，这些方法与工程应用仍存在一定距离。
　　 本文在交通运输部的有关项目支持下，总结道路在遥感影像中的特点和深入研究现有提取方法，选取了具有较好实用价值的灰度阈值分割、边缘检测、数学形态学等和相关预处理方法融合使用，提出了一种基于模糊连接度进行道路提取的方法，又通过进行自适应增强和平滑的预处理、自动选取阈值的图像分割以及种子点自动获取等改进，提出了基于改进模糊连接度的交通路网自动提取算法和流程，进行了相关实验，对提取结果给出了一种直观的验证方法，并取得了良好效果。
　　 最后，为将本文研究的交通路网自动提取技术更好的进行推广应用，在对提取算法和流程进一步优化的基础上，设计了一套卫星监测分析与遥感应用平台，并基于此平台重点开发了交通路网自动提取插件系统，该插件系统能够自动地将交通路网从遥感影像中准确地提取出来，大大降低了工作量和对操作人员专业知识的要求，有效地控制了时间和成本，具有较好工程应用的前景。

目录

声明

摘要

图表索引

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 半自动道路提取

1．2．2 自动道路提取

1．3 论文主要研究内容及结构安排

第2章 高分辨率遥感影像道路提取的相关理论基础

2．1 遥感影像中的道路特征分析

2．2 面向道路提取的高分辨率遥感影像预处理

2．2．1 高分遥感影像校正处理

2．2．2 高分遥感影像增强处理

2．2．3 高分遥感影像平滑处理

2．3 常用的高分辨率遥感影像道路提取方法研究

2．3．1 边缘检测方法

2．3．2 灰度阈值分割方法

2．3．3 数学形态学方法

2．4 本章小结

第3章 基于改进模糊连接度的交通路网自动提取研究

3．1 模糊连接度的相关基本理论

3．1．1 模糊集合与隶属函数

3．1．2 模糊空间元素与场

3．1．3 模糊连接度

3．1．4 模糊对象的抽取

3．2 基于模糊连接度的道路提取算法原理

3．2．1 模糊连接度在道路提取中应用的表现形式

3．2．2 模糊连接度在提取道路中应用的算法研究

3．3 基于改进的模糊连接度的道路自动提取

3．3．1 遥感影像道路自动提取流程

3．3．2 遥感影像道路自动提取实现过程

3．4 实验结果评价与算法验证分析

3．5 本章小结

第4章 交通路网自动提取插件系统设计

4．1 系统设计原则

4．2 系统组成结构与开发

4．3 系统界面设计与运行

4．3．1 平台系统界面设计

4．3．2 路网提取插件设计与运行

4．4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术科研成果目录