[發(fā)明專利]遙感地圖圖像的道路提取方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010186151.2
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN101833665A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 沈軼;趙乾坤;孔慶杰;劉允才
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發(fā)明涉及的是一種遙感技術領域的信息提取的方法，具體涉及一種遙感地圖圖像的道路提取方法。

背景技術

數(shù)字地圖是GIS-T系統(tǒng)內具有確定坐標和屬性的制圖要素和離散數(shù)據(jù)在計算機可識別的存儲介質上概括而有序的集合，具有計算機可識別性、可量算性、可分析性、可傳輸性等特性，在汽車導航系統(tǒng)和智能交通系統(tǒng)(ITS)等領域有著廣泛應用。隨著GPS技術的發(fā)展，Aki?Okuno和Wenhuan?Shi提出了一種基于GPS數(shù)據(jù)的數(shù)字地圖構建方法，該方法采用車載GPS系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)信息并以此為基礎生成位圖，再進一步運用膨脹、細化等技術對位圖進行處理得到城市路網的拓撲結構?；贕PS數(shù)據(jù)的地圖構建方法實現(xiàn)了數(shù)字地圖的快速更新，但其所提取的地理信息有限，僅僅獲得了路網結構，而無法獲取道路的路名，路寬等信息，因而并不適合于智能交通系統(tǒng)等的應用。為解決這一問題，本發(fā)明提出了一種對于高分辨率遙感圖像的半自動道路信息提取方法，能夠快速獲取道路的路名、路寬等信息，對通過GPS獲取的道路信息進行補充和修正，完善道路信息以滿足智能交通系統(tǒng)的應用需求。同時本方法采用人工指導的半自動方式，克服了全自動地圖生成方式精確度不足的問題，尤其適用于道路情況復雜的城市路網，能夠實現(xiàn)數(shù)字地圖的快速、準確更新。

對現(xiàn)有的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，目前對于高分辨率遙感圖像中的道路提取方式主要有基于邊緣檢測的及基于模式識別的。但由于道路情況復雜，房屋、樹木、車輛等均對檢測的干擾，使得識別率、穩(wěn)定性均不能滿足要求。Aaron?K.Shackelford等人于2003在IEEEInternational?on?Geoscience?and?Remote?Sensing?Symposium發(fā)表的文章《Fully?automatedroad?network?extraction?from?high-resolution?satellite?multispectral?imagery》對于城市道路的提取完整程度只有82％，正確率為71％。Wenzhong?Shi和Changqing?Zhu于2002年在IEEE?Transactions?on?Geoscience?and?Remote?Sensing上發(fā)表的文章《The?Line?SegmentMatch?Method?for?Extracting?Road?Network?From?High-Resolution?Satellite?Images》提出了的基于圖像特征，對于道路網的先驗知識以及相關數(shù)學模型的線段匹配算法。它對城市道路的識別率最高可到90％左右，但檢測時需要設置幾個參數(shù)，并且沒有檢測路寬。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種遙感地圖圖像的道路提取方法，實現(xiàn)了對遙感地圖中的道路信息快速便捷的提取。

本發(fā)明通過以下的方式實現(xiàn)的，本發(fā)明包括如下步驟：

步驟一、標注路段邊沿；

步驟二、根據(jù)標注的邊沿采用投影法自動生成路段；

步驟三、將路段連接成道路；

步驟四、添加路名；

步驟五、將各個道路以交叉路口為中心的數(shù)據(jù)格式進行存儲。

步驟一中所述的標注路段，是指：用線段來標注路段的兩側。由于道路存在彎曲，每條道路用多個直的路段表示，每條完整的道路定義起止于交叉路口，完整的道路包含多個路段。

所述的路段，其兩邊沿線段之間的距離為這個路段的寬度；兩邊沿線的中心線為路段所在位置。

步驟二中所述的投影法自動生成路段，是指：對任意兩線段依次下述自動生成條件判定，如有哪條不符，則不再往下判定；若全部符合，則認為這兩條線段認為是某路段的兩個邊沿：

①：兩線段近似平行，兩條線段斜率之差在閾值范圍內；

②：一線段在另一線段上的投影重合程度很高；

③：兩線段之間距離小于道路的最大寬度。

所述的最大寬度可設定，也可通過程序中的線段計算得到。后者的算法為：對所有符合上述要求的兩線段之間的距離進行排序，取中值為正常道路寬度，假設道路最寬為正常值的5倍；取小于正常值5倍的已有最大距離為道路的最大寬度。

本發(fā)明由于遙感地圖圖像的道路彎曲，采用折線形式描述。步驟三中所述的將路段連接成道路，是利用雙鏈表的數(shù)據(jù)結構將路段利用指針鏈接起來，全部處理完畢后采用折線數(shù)據(jù)格式進行道路存儲。

本發(fā)明由于地圖數(shù)據(jù)量大，在進行GIS等數(shù)據(jù)處理時需進行龐大的搜索，所以設計以交叉路口為中心，將各個與交叉路口關聯(lián)的道路一起存儲的方式進行數(shù)據(jù)存儲，便于后續(xù)計算。