遥感图像自动道路提取方法综述

  本文关键词：遥感图像自动道路提取方法综述，由笔耕文化传播整理发布。

第36卷第7期2010年7月

自动化学报ACTAAUTOMATICASINICA

Vol.36,No.7July,2010

遥感图像自动道路提取方法综述

吴亮1,2

胡云安1

摘要自动道路提取是遥感图像识别的重要研究领域.实现自动化、智能化、可靠准确的图像道路提取对地理信息技术发展具有重要的应用价值和意义.道路的物理属性和功能形成了道路的辐射特征、几何特征、拓扑特征和背景特征.以该四类特征为线索,介绍了自动道路提取的典型方法,侧重于分析四类特征在道路提取中作用和应用方式.简要介绍了自动道路提取的评估方法和准则,列举了主流的道路提取软件和遥感图像片源,展望了该领域的发展方向.关键词DOI

遥感图像,道路模型,道路图像特征,自动道路提取,效果评估10.3724/SP.J.1004.2010.00912

ASurveyofAutomaticRoadExtractionfromRemoteSensingImages

WULiang1,2

HUYun-An1

AbstractAutomaticroadextractionisoneofthemostresearched eldsinobjectrecognitionfromremotesensingimages.Itisofhighimportancetothedevelopmentofgeographyinformationtechnologytoachieveautomation,intel-ligence,robustness,andaccuracyinroadextraction.Baseonthephysicalpropertiesandfunctions,therearefourroadimagefeatures:thespectralfeature,thegeometricfeature,thetopologicalfeature,andthecontextualfeature.Themajorroadextractionmethodsaresummarizedinthispaperaccordingtothefourfeatures.Theirfunctionsandrolesinroadextractionofthefourfeaturesareemphasized.Theevaluationmethodforroadextractionisalsointroducedalongwiththepopularroadextractionsoftwareandsourcesofremotesensingimage.Thetrendoftheresearchisoutlookedattheendofthispaper.Keywords

Remotesensingimage,roadmodel,roadimagefeature,automaticroadextraction,performanceevaluation

道路作为重要的人造地物是现代交通体系的主体,具有重要的地理、政治、经济意义,道路也是地图和地理信息系统中主要的记录和标识对象.上世纪70年代中期,由于数字化地理交通信息的需要,图像自动道路提取技术随之出现并逐步发展.如今,多谱高分辨率的遥感卫星、成像雷达、无人驾驶飞机的出现,使得对地观测手段更加完备,地理图像数据日益丰富.另一方面,地图绘制、地理信息系统更新、城市观测和规划等诸多应用需求的出现和不断增长,促使自动道路提取技术不断发展.国内外对该领域的研究也日益活跃[1 5].

图像的自动道路提取技术主要应用于地理信息系统建立和更新、车辆和飞行器自动驾驶等领域.其研究涉及图像处理、计算机视觉和人工智能等领域.相关研究成果多见于《地理科学和遥感学报》(IEEETransactionsonGeoscienceandRemoteSens-ing)、《图像处理学报》(IEEETransactionsonIm-ageProcessing)、《摄影测量和遥感》(Journalof

收稿日期2009-01-12

录用日期2009-12-03

PhotogrammetryandRemoteSensing)和地理科

学和遥感研讨会(InternationalGeoscienceandRe-moteSensingSymposium)、图像处理学术年会(In-ternationalConferenceonImageProcessing)、模式识别学术年会(InternationalConferenceonPat-ternRecognition)以及SPIE组织的一些会议著作中.与之相近的研究方向还包括遥感图像中的地物识别和分类、建筑物提取等.

本文在已有文献的基础上,对道路的图像特征、自动道路提取的过程、分类和方法进行了探讨.以道路的四类图像特征为自动道路提取方法的分类依据,详细叙述了自动道路提取的经典方法,侧重分析了不同层次图像特征在道路提取中的应用方式.简要介绍了自动道路提取的评估准则和方法,列举了目前使用的主流道路提取应用软件和遥感图像片源.最后展望了该领域的发展方向和趋势,并总结全文.

1道路的图像特征和道路模型

道路提取的方法和道路的图像特征紧密相关.而道路的图像特征源于其本身的物理特征.文献[2]总结了道路的物理特征并归纳如下.

1)道路由水泥或者沥青铺设,其表面坚固平坦.2)道路的宽度满足一定要求,一般不随距离发生较大变化,高等级的公路更加宽阔.

ManuscriptreceivedJanuary12,2009;acceptedDecember3,2009

1.海军航空工程学院控制工程系烟台2640012.海军驻合肥地区军事代表室合肥230088

1.DepartmentofControlEngineering,NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity,Yantai2640012.MilitaryRepresen-tativeO ceofNavyinHefei,Hefei230088

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