高分辨率SAR图像桥梁自动提取算法-论文.pdf

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1、2014年8月计算机工程与设计Aug．2014第35卷第8期COMPUTERENGINEERINGANDDESIGNVo1．35No．8高分辨率SAR图像桥梁自动提取算法赵冠雄，沈汀(1．中国科学院遥感与数字地球研究所，北京100094；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：针对合成孔径雷达(syntheticapertureradar，SAR)图像中桥梁的特征，提出一种基于高分辨率SAR图像的桥梁自动提取算法。利用改进的Otsu阈值法将图像二值化，针对面积属性，利用连通域标记法和Otsu算法思想自适应地剔除非河流区域；通过提取

2、河流主干线与河流边界的交点初步锁定桥梁的位置与搜索区域；利用边界集合间最小距离法提取出桥梁边界集合，通过最小二乘法拟合出桥梁两侧的边界直线。对真实的SAR图像进行处理并取得了良好的提取效果。关键词：合成孔径雷达；最大类间方差；图像分割；桥梁提取；模式识别中图法分类号：TP391．4文献标识号：A文章编号：1000—7024(2014)08—2793—05Automaticbridgeextractionalgorithmfromhigh—resolutionSARimageZHAOGuan-xiong。SHENTing(1．Insti

3、tuteofRemoteSensingandDigitalEarth，ChineseAcademyofSciences，Beijing100094，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，B@ing100049，China)Abstract：AbridgeextractionmethodfromhighresolutionSAR(syntheticapertureradar)imageswaspresented．Firstly，theimprovedOtsuthreshmethodwa

4、semployedtosegmenttheimagetoabinaryimagewiththeriverandthebackground．Second—ly，theconnecteddomainnotationmethodwasusedtomarktheconnectedregionsandtOcomputetheirarea，andthentheOtsuideawasappliedtotheareapropertyinsteadofthegrayscaleSOastorejectthefalsealarmareaautomatica

5、lly．Thirdly，thebridgelocationwasconfirmedbyextractingtherivertrunkandboundary．Finally，thebridgeedgewasextractedusingtherain-distanceoftheriverboundary，andtwostraightlinesofthebridgeboundarywerefittedusingleastsquareestimation．Experi—mentalresultsonobtainedrealSARimagesc

6、onfirmtheeffectivenessoftheproposedmethod．Keywords：SAR；Otsu；imagesegmentation；bridgeextraction；patternrecognition的选取等，不能保证算法的自动化提取，因此，不能满足0引言批量处理的要求。本文提取算法在灰度阈值和面积阈值方目前合成孔径雷达(syntheticapertureradar，SAR)面都做了改进，并做到根据不同图像自动化处理，在桥梁图像桥梁提取算法已经有一些优秀的成果。如：Lv等[1提提取阶段缩小了搜索区域，减少了计

7、算的复杂度，更符合出一种用模糊支持向量机对图像进行分类，再对所有分类实际工程化需求。的区块构建距离空间，通过在距离空间中设定阈值来定位1高分辨率SAR图像中的桥梁特征桥梁。Zhang等_2]人出了一种结合多尺度分解和区域分析的方法提取桥梁。GuitingWang等[3]基于孔隙率并利用桥梁的灰度特征。桥梁一般由钢筋水泥构成，介电常Canny算子边缘修补算法来提取河流边界，再利用河流与数较高，加上垂直于桥梁入射会形成二面角反射，这些都桥梁的空间关系提取出桥梁。Han等[4]首先利用纹理分析会导致桥梁的后向散射增强，使其灰度值在SAR图像

8、中呈将河流分割出来，再根据桥梁形状和位置的先验知识将桥现接近于白色的高亮度特征。梁检测出来。Luo等_5]基于高斯马尔科法随机场模型支持桥梁的空间几何特征。桥梁多位于河流之上，并将河向量机分类方法对河流进行提取，再在处理