一種基于高分辨率遙感圖像城市道路的自動(dòng)提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分辨率遙感技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于高分辨率遙感圖像城市道路的自動(dòng)提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，高分辨率遙感圖像已不再是軍方的專利，近幾年來(lái)高分辨率的遙感圖像逐漸應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域中。幾乎涉及國(guó)土普查、地質(zhì)調(diào)查、水利建設(shè)、石油勘探、地圖測(cè)繪、環(huán)境監(jiān)測(cè)、地震預(yù)報(bào)、鐵路及公路選址、考古研宄等各個(gè)領(lǐng)域。由于遙感圖像能夠迅速獲取數(shù)據(jù)，縮短地圖更新周期，使得人們實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、處理信息、更新數(shù)據(jù)以及分析數(shù)據(jù)成為可能，高分辨率的遙感圖像成為測(cè)繪界越來(lái)越重要的數(shù)據(jù)源。如果能夠研宄相應(yīng)的算法，從中提取能夠滿足一定要求的地物目標(biāo)，對(duì)城市規(guī)劃、路網(wǎng)建設(shè)、土地檢測(cè)與利用、抗災(zāi)減災(zāi)、國(guó)防等都用重要意義。因此，遙感圖像地物目標(biāo)的自動(dòng)提取有重要的實(shí)踐意義。
[0003]而道路作為一種典型的地物目標(biāo)，很自然成為遙感技術(shù)關(guān)注的重點(diǎn)。從上個(gè)世紀(jì)七十年代開(kāi)始，各國(guó)紛紛投入大量的人力物力，試圖對(duì)遙感影像中的道路進(jìn)行自動(dòng)解譯，雖然取得了一系列的研宄成果，但是由于問(wèn)題本省難度很大，到目前為止仍然沒(méi)有一種成熟可靠的自動(dòng)道路提取方法。因此，進(jìn)一步研宄高分辨率遙感圖像的道路提取具有重要的理論和實(shí)踐意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于高分辨率遙感圖像城市道路的自動(dòng)提取方法，其本發(fā)明通過(guò)直方圖均衡化、自適應(yīng)濾波、統(tǒng)計(jì)濾波對(duì)遙感圖像進(jìn)行操作，然后通過(guò)建模對(duì)圖像進(jìn)行處理得到道路信息，最后通過(guò)卷積增強(qiáng)對(duì)結(jié)果圖像進(jìn)行優(yōu)化，從而生成高清的城市道路顯示。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種基于高分辨率遙感圖像城市道路的自動(dòng)提取方法，包括如下步驟:
A、對(duì)遙感圖像進(jìn)行校正；
B、根據(jù)校正后的遙感圖像，進(jìn)行城市道路信息提取，所述提取的具體步驟是:
B1、利用自適應(yīng)濾波功能進(jìn)行處理；
B2、利用直方圖均衡化功能進(jìn)行處理；
B3、利用統(tǒng)計(jì)濾波功能進(jìn)行處理；
B4、對(duì)經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)濾波處理后的圖像進(jìn)行建模計(jì)算處理；
最后，對(duì)建模處理后的圖像進(jìn)行卷積增強(qiáng)處理，得到道路提取信息圖。
[0006]步驟A中，所述的校正步驟具體包括輻射校正、幾何粗校正和幾何精校正。
[0007]輻射校正包括條紋和斑點(diǎn)的判定和消除、大氣校正、傳感器的輻射校正及照度校正，其中，判定條紋的方法是用相鄰行間像元的量度差值是否超過(guò)某個(gè)預(yù)定閾值，消除條紋的方法是將條紋上下相鄰兩掃描行對(duì)應(yīng)像元亮度值取平均值，用最鄰近點(diǎn)法或三次卷積法確定條紋上相應(yīng)像元亮度值；斑點(diǎn)判定的方法是通過(guò)將像元亮度值與其鄰近像元亮度值比較，消除斑點(diǎn)的方法是平均值濾波法或三次卷積法校正；大氣校正根據(jù)大氣狀況對(duì)遙感圖像測(cè)量值進(jìn)行調(diào)整，消除大氣影響，大氣狀況是標(biāo)準(zhǔn)的模式大氣或地面實(shí)測(cè)資料；傳感器的輻射校正通過(guò)輻射定標(biāo)將記錄的原始DN值轉(zhuǎn)換為大氣外層表面反射率以消除傳感器本身產(chǎn)生的誤差，輻射定標(biāo)是將傳感器記錄的電壓或數(shù)字值轉(zhuǎn)換為絕對(duì)輻射亮度的過(guò)程；照度校正是校正不同太陽(yáng)高度角所引起的輻射失真以及地形起伏引起的地形陰影等的輻射失真，包括(I)太陽(yáng)高度角校正；(2)不同像副的照度校正。
[0008]幾何粗校正是針對(duì)引起畸變的原因而進(jìn)行的校正，具體步驟包括:
1.1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備:包括資源大地測(cè)量成果、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)、航空影像數(shù)據(jù)、航天器軌道參數(shù)和傳感器姿態(tài)參數(shù)的收集和分析，所需控制點(diǎn)的選擇和量測(cè)；
1.2、輸入并顯示遙感影像:將遙感數(shù)據(jù)讀入計(jì)算機(jī)并在計(jì)算機(jī)的屏幕上顯示出來(lái)；
1.3、確定校正變換模型:校正變換模型是用來(lái)改變輸入計(jì)算機(jī)中的影像的坐標(biāo)關(guān)系；
1.4、確定輸出影像范圍；
1.5、像元空間坐標(biāo)變換；
1.6、像元的灰度重采樣:用原始圖像的像元值生成一副校正圖像。
[0009]幾何精校正是利用地面控制點(diǎn)進(jìn)行的幾何校正，實(shí)現(xiàn)步驟包括:
2.1、顯示影像文件，啟動(dòng)幾何校正模塊；
2.2、啟動(dòng)控制點(diǎn)工具；
2.3、采集地面控制點(diǎn)；
2.4、采集地面檢查點(diǎn)；
2.5、影響重采樣；
2.6、校正檢查結(jié)果，可以通過(guò)目視對(duì)比的方式檢查幾何校正的結(jié)果。
[0010]重采樣包括四種方式:分別是1、最鄰近像元法、2、雙線性插值法、3、雙三次卷積法4、雙像素重采樣法。
[0011]本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:
高分辨率遙感圖像道路提取的過(guò)程中考慮道路信息的幾何特征、輻射特征、拓?fù)涮卣?、上下文特征，提高了道路提取的精確度。
【附圖說(shuō)明】
[0012]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]附圖1為本發(fā)明的遙感圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理流程圖；
附圖2為本發(fā)明的遙感圖像幾何粗校正步驟流程圖；
附圖3為本發(fā)明的遙感圖像幾何精校正流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0015]實(shí)施例一
一、對(duì)遙感圖像進(jìn)行校正，如圖1所示:
A、輻射校正包括條紋和斑點(diǎn)的判定和消除、大氣校正、傳感器的輻射校正、及照度校正。判定條紋的方法是用相鄰行間像元的量度差值是否超過(guò)某個(gè)預(yù)定閾值，消除條紋的方法是將條紋上下相鄰兩掃描行對(duì)應(yīng)像元亮度值取平均值，用最鄰近點(diǎn)法或三次卷積法確定條紋上相應(yīng)像元亮度值。斑點(diǎn)判定的方法是通過(guò)將像元亮度值與其鄰近像元亮度值比較，消除斑點(diǎn)的方法是平均值濾波法或三次卷積法校正。大氣校正根據(jù)大氣狀況對(duì)遙感圖像測(cè)量值進(jìn)行調(diào)整，消除大氣影響，大氣狀況是標(biāo)準(zhǔn)的模式大氣或地面實(shí)測(cè)資料。傳感器的輻射校正通過(guò)輻射定標(biāo)將記錄的原始DN值轉(zhuǎn)換為大氣外層表面反射率以消除傳感器本身產(chǎn)生的誤差，輻射定標(biāo)是將傳感器記錄的電壓或數(shù)字值轉(zhuǎn)換為絕對(duì)輻射亮度的過(guò)程。照度校正主要是校正不同太陽(yáng)高度角所引起的輻射失真以及地形起伏引起的地形陰影等的輻射失真，包括(I)太陽(yáng)高度角校正；(2)不同像副的照度校正。
[0016]B、幾何粗校正是針對(duì)引起畸變的原因而進(jìn)行的校正，我們得到的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)一般都是經(jīng)過(guò)幾何粗校正處理的，步驟如圖2所示，圖中各步驟詳細(xì)如下:
數(shù)據(jù)準(zhǔn)備:包括資源大地測(cè)量成果、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)、航空影像數(shù)據(jù)、航天器軌道參數(shù)和傳感器姿態(tài)參數(shù)的收集和分析，所需控制點(diǎn)的選擇和量測(cè)等。
[0017]輸入并顯示遙感影像:將遙感數(shù)據(jù)讀入計(jì)算機(jī)并在計(jì)算機(jī)的屏幕上顯示出來(lái)。
[0018]確定校正變換模型:校正變換模型是用來(lái)改變輸入計(jì)算機(jī)中的影像的坐標(biāo)關(guān)系。校正方法有很多種，一般有多項(xiàng)式法、隨機(jī)場(chǎng)內(nèi)的插值