基于高分辨率遥感影像的道路提取研究

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1、分类号：TP75单位代码：10183研究生学号：2015512058密级：公开吉林大学硕士学位论文(学术学位)基于高分辨率遥感影像的道路提取研究ResearchonRoadExtractionBasedonHighResolutionRemoteSensingImage作者姓名：周婷婷专业：电磁场与微波技术研究方向：微波遥感技术指导教师：顾玲嘉教授培养单位：电子科学与工程学院2018年5月————————————————————————————基于高分辨率遥感影像的道路提取研究————————————————————————————Researc

2、honRoadExtractionBasedonHighResolutionRemoteSensingImage作者姓名：周婷婷专业名称：电磁场与微波技术指导教师：顾玲嘉教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用(但纯学术性使用不在此限)。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研

3、究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊(光盘版)电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据

4、库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：电磁场与微波技术论文题目：基于高分辨率遥感影像的道路提取研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址(邮编)：吉林省长春市前进大街2699号吉林大学电子科学与工程学院(130012)作者联系电话：17519271099摘要基于高分辨率遥感影像的道路提取研究随着遥感技术的快速发展，卫星影像的空间分辨率和时间分辨率也有了巨大的提升，商业化应用也越来越普及。道路的提取在智能化交通中有着广阔的应用前景，利用高分辨率遥感影像进行道路信息提取，相对于传统交通信息采集

5、方法具有分辨率高，覆盖面积广的优点。这对城市规划、交通运输管理、用户出行路线选择等方面都具有重大的指导意义。本文以高分辨率遥感影像全色和多光谱融合后影像作为数据源，主要研究基于高分辨率遥感影像的道路提取方法，具体的研究内容和创新工作如下：(1)基于地物光谱特性的道路提取算法研究。首先，对获取的高分辨率多光谱及全色遥感影像进行预处理，并进行影像融合；其次，对融合后的影像进行直方图均衡化和线性增强，并对影像进行最佳阈值分割，同时，针对植被、水体等背景的光谱特性，利用归一化水体指数(NDWI)和归一化植被指数(NDVI)提取植被和水体信息；然后，融合影

6、像最佳阈值分割结果和植被、水体提取结果，得到背景抑制后的道路目标；最后，利用面积、长宽比等形状特征对道路目标进行形态学处理，得到最终道路提取结果。(2)基于改进FCM方法和形态学处理的道路中心线提取算法研究。首先，利用改进FCM算法对高分辨率遥感影像进行分割；然后，利用数学形态方法去除道路之外的小噪声，并利用形态学细化提取中心线；最后，通过中心线毛刺剔除得到最终中心线提取结果。实验结果表明，与传统中心线提取算法相比，本文中心线提取算法对中心线的提取平均完整性达97.98%，平均准确性达95.36%，平均质量达93.59%。本文提出的道路提取算法提

7、高了传统FCM算法的抗噪声能力，此外，利用形态学细化提取中心线的方法，降低了传统道路中心线提取的计算量。(3)基于多尺度分割和距离场计算的道路重构算法研究。首先，对现有的三种多尺度分割算法进行比较分析，选取最优多尺度分割算法对影像进行分割，并运用特征提取得到初始道路区域；其次，采用FMM算法求初始化道路的边界距离场、源距离场，利用最小代价路径算法求得初始中心线，并结合边界距离场计I算初始化中心线的路宽；然后，对初始化中心线求取张量场连接断裂中心线；最后，将最终中心线与其对应的路宽进行匹配，重构得到最终道路。实验结果表明，道路中心线提取的平均完整为

8、94.81%，平均准确性为97.49%，平均质量为92.66%。本文提出的道路提取算法改进了传统道路中心线提取结果精度低，中心线断裂等问