一種基于高分辨率遙感圖像城市道路的自動提取方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及高分辨率遙感技術領域，特別涉及一種基于高分辨率遙感圖像城市道路的自動提取方法。
【背景技術】
[0002]隨著遙感技術的發(fā)展，高分辨率遙感圖像已不再是軍方的專利，近幾年來高分辨率的遙感圖像逐漸應用到商業(yè)領域中。幾乎涉及國土普查、地質調(diào)查、水利建設、石油勘探、地圖測繪、環(huán)境監(jiān)測、地震預報、鐵路及公路選址、考古研宄等各個領域。由于遙感圖像能夠迅速獲取數(shù)據(jù)，縮短地圖更新周期，使得人們實時采集數(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繪界越來越重要的數(shù)據(jù)源。如果能夠研宄相應的算法，從中提取能夠滿足一定要求的地物目標，對城市規(guī)劃、路網(wǎng)建設、土地檢測與利用、抗災減災、國防等都用重要意義。因此，遙感圖像地物目標的自動提取有重要的實踐意義。
[0003]而道路作為一種典型的地物目標，很自然成為遙感技術關注的重點。從上個世紀七十年代開始，各國紛紛投入大量的人力物力，試圖對遙感影像中的道路進行自動解譯，雖然取得了一系列的研宄成果，但是由于問題本省難度很大，到目前為止仍然沒有一種成熟可靠的自動道路提取方法。因此，進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踐意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術的問題，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提取方法，其本發(fā)明通過直方圖均衡化、自適應濾波、統(tǒng)計濾波對遙感圖像進行操作，然后通過建模對圖像進行處理得到道路信息，最后通過卷積增強對結果圖像進行優(yōu)化，從而生成高清的城市道路顯示。
[0005]本發(fā)明所采用的技術方案如下:
一種基于高分辨率遙感圖像城市道路的自動提取方法，包括如下步驟:
A、對遙感圖像進行校正；
B、根據(jù)校正后的遙感圖像，進行城市道路信息提取，所述提取的具體步驟是:
B1、利用自適應濾波功能進行處理；
B2、利用直方圖均衡化功能進行處理；
B3、利用統(tǒng)計濾波功能進行處理；
B4、對經(jīng)過統(tǒng)計濾波處理后的圖像進行建模計算處理；
最后，對建模處理后的圖像進行卷積增強處理，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某個預定閾值，消除條紋的方法是將條紋上下相鄰兩掃描行對應像元亮度值取平均值，用最鄰近點法或三次卷積法確定條紋上相應像元亮度值；斑點判定的方法是通過將像元亮度值與其鄰近像元亮度值比較，消除斑點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)大氣狀況對遙感圖像測量值進行調(diào)整，消除大氣影響，大氣狀況是標準的模式大氣或地面實測資料；傳感器的輻射校正通過輻射定標將記錄的原始DN值轉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，輻射定標是將傳感器記錄的電壓或數(shù)字值轉換為絕對輻射亮度的過程；照度校正是校正不同太陽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)太陽高度角校正；(2)不同像副的照度校正。
[0008]幾何粗校正是針對引起畸變的原因而進行的校正，具體步驟包括:
1.1、數(shù)據(jù)準備:包括資源大地測量成果、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，所需控制點的選擇和量測；
1.2、輸入并顯示遙感影像:將遙感數(shù)據(jù)讀入計算機并在計算機的屏幕上顯示出來；
1.3、確定校正變換模型:校正變換模型是用來改變輸入計算機中的影像的坐標關系；
1.4、確定輸出影像范圍；
1.5、像元空間坐標變換；
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進行的幾何校正，實現(xiàn)步驟包括:
2.1、顯示影像文件，啟動幾何校正模塊；
2.2、啟動控制點工具；
2.3、采集地面控制點；
2.4、采集地面檢查點；
2.5、影響重采樣；
2.6、校正檢查結果，可以通過目視對比的方式檢查幾何校正的結果。
[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)明提供的技術方案帶來的有益效果是:
高分辨率遙感圖像道路提取的過程中考慮道路信息的幾何特征、輻射特征、拓撲特征、上下文特征，提高了道路提取的精確度。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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。
【具體實施方式】
[0014]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0015]實施例一
一、對遙感圖像進行校正，如圖1所示:
A、輻射校正包括條紋和斑點的判定和消除、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某個預定閾值，消除條紋的方法是將條紋上下相鄰兩掃描行對應像元亮度值取平均值，用最鄰近點法或三次卷積法確定條紋上相應像元亮度值。斑點判定的方法是通過將像元亮度值與其鄰近像元亮度值比較，消除斑點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)大氣狀況對遙感圖像測量值進行調(diào)整，消除大氣影響，大氣狀況是標準的模式大氣或地面實測資料。傳感器的輻射校正通過輻射定標將記錄的原始DN值轉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，輻射定標是將傳感器記錄的電壓或數(shù)字值轉換為絕對輻射亮度的過程。照度校正主要是校正不同太陽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、幾何粗校正是針對引起畸變的原因而進行的校正，我們得到的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)一般都是經(jīng)過幾何粗校正處理的，步驟如圖2所示，圖中各步驟詳細如下:
數(shù)據(jù)準備:包括資源大地測量成果、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，所需控制點的選擇和量測等。
[0017]輸入并顯示遙感影像:將遙感數(shù)據(jù)讀入計算機并在計算機的屏幕上顯示出來。
[0018]確定校正變換模型:校正變換模型是用來改變輸入計算機中的影像的坐標關系。校正方法有很多種，一般有多項式法、隨機場內(nèi)的插值