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基于模型约束的道路交叉口自动识别方法研究

王阳生  
【摘要】:随着摄影测量和遥感技术的发展,人们可以获取丰富的空间信息。从航空遥感影像中提取目标信息已经成为空间信息更新的重要手段,并且已广泛的应用于国民经济生产和军事目标侦察领域。但是如何自动从影像数据中获取我们所需要的信息,是社会信息化过程中面临的重要问题。目标识别在当今军事国防以及民用领域的作用日益显著,从航空遥感影像中实现目标的自动识别在近些年来取得了长足的发展,但是仍然没有一种可以普遍适用的方法。这其中的困难不仅体现在目标场景的复杂性本身,同时也是由于对人类视觉机制认识上的不足。道路信息是遥感影像中一种重要的地理专题信息,道路交叉口是道路网的重要特征,因此从航空遥感影像中道路交叉口的识别也是图像解译和目标识别的一个重要的研究课题。 本文首先介绍了一般目标识别的基本知识,然后围绕道路交叉口的自动识别方法展开研究,详细分析总结了已有的道路交叉口识别的相关方法,在此基础上针对小比例尺和中等比例尺的航空遥感影像,介绍了两种新的道路交叉口识别方法: 1、基于形状约束的道路交叉口识别方法:小比例尺航空遥感影像上道路目标为亮度较高的线状特征,其交叉口即为曲线的交点,建立一定的交叉口形状模型,结合道路的光谱特征,通过设定适当的形状参数阈值来检测其交点。 2、基于微分几何的道路交叉口识别方法:把影像的灰度表面看作是一个曲面,在局部区域内拟合一个二次曲面函数,通过该函数来估算梯度和曲率并设定合适的梯度和曲率阈值来检测道路中心线,并进行相关处理,例如去除小区域、区域增长、细化等,然后再设定合适的梯度和曲率阈值,检测出初始道路交叉口,并用检测出来的道路来进行确认。 试验表明,这两种方法均能取得较好的效果。


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