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国土资源遥感  2015, Vol. 27 Issue (3): 1-6    DOI: 10.6046/gtzyyg.2015.03.01
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高分辨率遥感图像道路分割算法
苏腾飞, 李洪玉, 屈忠义
内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院, 呼和浩特 010018
A study of road segmentation from the high resolution remote sensing image
SU Tengfei, LI Hongyu, QU Zhongyi
Water Conservancy and Civil Engineering College, Inner Mongolia Agriculture University, Hohhot 010018, China
全文: PDF(5629 KB)   HTML  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

为了提高从高分辨率遥感图像(high-resolution remote sensing image,HRI)中提取道路信息的自动化程度和准确性,发展了一种HRI道路分割算法,主要包括光谱合并、边界合并和基于形状特征的道路区域提取等3个步骤。其中,前2个步骤是基于区域生长的图像分割算法。光谱合并综合考虑了区域的均值、方差等统计特征量,以提高分割精度; 边界合并采用了基于矢量梯度的边界计算方法,以准确提取多光谱HRI中的边界强度; 结合全局最优合并算法实现光谱和边界合并,以得到最优化的分割结果。在道路区域被完整分割出来的基础上,利用形状特征提取道路,采用圆形度特征区分道路和非道路。利用2景OrbView3多光谱图像进行道路提取实验的结果表明,该方法的道路提取结果总精度和Kappa系数分别在97%和0.8以上,明显优于SVM监督分类方法。

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关键词 高光谱碱解氮南方丘陵稻田土反演模型    
Abstract

In order to enhance the automation and accuracy of road information extraction from the high-resolution remote sensing image (HRI), this paper proposes a HRI road segmentation algorithm, which includes 3 stages, i.e., spectral mergence, edge mergence, and road region extraction based on shape property. The first two stages are actually the image segmentation method based on region growing. Spectral statistic variables, such as average and variance, are considered in the spectral merging criteria to raise segmentation accuracy. A vector gradient method is used to accurately derive edge strength that is critical for edge merging criterion. Spectral and edge mergences are all implemented as global best merge algorithm, so the segmentation result is optimized. On the premise of the complete segmentation of the roads, shape properties can be effectively used to extract roads from HRI. Circularity is adopted to separate roads from non-road regions. Two scenes of OrbView3 multispectral images are used to carry out road extraction experiment. The experimental result shows that the overall accuracy and Kappa coefficient of the method proposed in this paper are above 97% and 0.8, respectively, obviously superior to the result of SVM supervised classification.

Key wordshyperspectrum    available nitrogen    paddy soil in southern China    inversion model
收稿日期: 2014-05-16      出版日期: 2015-07-23
:  TP79  
基金资助:

国家自然科学基金面上项目“ 盐渍化灌区节水灌溉条件下不同尺度农田水环境物质迁移与响应机理研究”(编号:50669005)资助。

通讯作者: 李洪玉(1973-),男,硕士,副教授,主要从事遥感测绘的教学与科研工作。Email:lhy1973imau@163.com。
作者简介: 苏腾飞(1987-),男,硕士,助理实验师,主要研究方向为遥感图像处理与分析算法的构建。Email:stf1987@126.com。
引用本文:   
苏腾飞, 李洪玉, 屈忠义. 高分辨率遥感图像道路分割算法[J]. 国土资源遥感, 2015, 27(3): 1-6.
SU Tengfei, LI Hongyu, QU Zhongyi. A study of road segmentation from the high resolution remote sensing image. REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES, 2015, 27(3): 1-6.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2015.03.01      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2015/V27/I3/1
[1] Mena J B.State of the art on automatic road extraction for GIS update:A novel classification[J].Pattern Recognition Letters,2003,24(6):3037-3058.
[2] 史文中,朱长青,王昱.从遥感影像提取道路特征的方法综述与展望[J].测绘学报,2001,30(3):257-262. Shi W Z,Zhu C Q,Wang Y.Road feature extraction from remotely sensed image:Review and prospects[J].Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2001,30(3):257-262.
[3] 吴亮,胡云安.遥感图像自动道路提取方法综述[J].自动化学报,2010,36(7):912-922. Wu L,Hu Y A.A survey of automatic road extraction from remote sensing images[J].Acta Automatica Sinica,2010,36(7):912-922.
[4] Shi W Z,Miao Z L,Debayle J.An integrated method for urban main-road centerline extraction from optical remotely sensed imagery[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,2014,52(6):3359-3372.
[5] 李晓峰,张树清,韩富伟,等.基于多重信息融合的高分辨率遥感影像道路信息提取[J].测绘学报,2008,37(2):178-184. Li X F,Zhang S Q,Han F W,et al.Road extraction from high-resolution remote sensing images based on multiple information fusion[J].Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2008,37(2):178-184.
[6] 曾发明,杨波,吴德文,等.基于Canny边缘检测算子的矿区道路提取[J].国土资源遥感,2013,25(4):72-78.doi:10.6046/gtzyyg.2013.04.12. Zeng F M,Yang B,Wu D W,et al.Extraction of roads in mining area based on Canny edge detection operator[J].Remote Sensing for Land and Resources,2013,25(4):72-78.doi:10.6046/gtzyyg.2013.04.12.
[7] Das S,Mirnalinee T T,Varghese K.Use of salient features for the design of a multistage framework to extract roads from high-resolution multispectral satellite images[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,2011,49(10):3906-3921.
[8] 唐伟,赵书河,王培法.面向对象的高空间分辨率遥感影像道路信息的提取[J].地球信息科学,2008,10(2):257-262. Tang W,Zhao S H,Wang P F.Object-oriented road information extraction from high resolution imagery[J].Geo-information Science,2008,10(2):257-262.
[9] 雷小奇,王卫星,赖均.一种基于形状特征进行高分辨率遥感影像道路提取方法[J].测绘学报,2009,38(5):457-465. Lei X Q,Wang W X,Lai J.A method of road extraction from high-resolution remote sensing images based on shape features[J].Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2009,38(5):457-465.
[10] 蔡红玥,姚国清.基于分水岭算法的高分遥感图像道路提取优化方法[J].国土资源遥感,2013,25(3):25-29.doi:10.6046/gtzyyg.2013.03.05. Cai H Y,Yao G Q.Optimized method for road extraction from high resolution remote sensing image based on watershed algorithm[J].Remote Sensing for Land and Resources,2013,25(3):25-29.doi:10.6046/gtzyyg.2013.03.05.
[11] 卢昭羿,左小清,黄亮,等.面向对象的投影互分割道路变化检测[J].国土资源遥感,2012,24(3):60-64.doi:10.6046/gtzyyg.2012.03.12. Lu Z Y,Zuo X Q,Huang L,et al.Road change detection using object-oriented projective interactive partition[J].Remote Sensing for Land and Resources,2012,24(3):60-64.doi:10.6046/gtzyyg.2012.03.12.
[12] Beaulieu J M,Goldberg M.Hierarchy in picture segmentation:A stepwise optimization approach[J].IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,1989,11(2):150-163.
[13] Tilton J C,Tarabalka Y,Montesno P,et al.Best merge region-growing segmentation with integrated nonadjacent region object aggregation[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,2012,50(11):4454-4467.
[14] Baatz M,Schäpe A.Multiresolution segmentation:An optimization approach for high quality multi-scale image segmentation[C]//Angewandte Geographich Informationsverarbeitung,XII.Germany:Wichmann,2000:12-23.
[15] Qin A K,Clausi D A.Multivariate image segmentation using semantic region growing with adaptive edge penalty[J].IEEE Transactions on Image Processing,2010,19(8):2157-2170.
[1] 王茜, 任广利. 高光谱遥感异常信息在阿尔金索拉克地区铜金矿找矿工作中的应用[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 277-285.
[2] 曲海成, 王雅萱, 申磊. 多感受野特征与空谱注意力结合的高光谱图像超分辨率算法[J]. 自然资源遥感, 2022, 34(1): 43-52.
[3] 陈洁, 张立福, 张琳珊, 张红明, 童庆禧. 紫外-可见光水质参数在线监测技术研究进展[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(4): 1-9.
[4] 高文龙, 张圣微, 林汐, 雒萌, 任照怡. 煤矿开采中SOM的遥感估算和时空动态分析[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(4): 235-242.
[5] 刘咏梅, 范鸿建, 盖星华, 刘建红, 王雷. 基于无人机高光谱影像的NDVI估算植被盖度精度分析[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(3): 11-17.
[6] 李双权, 马玉凤, 刘勋, 李长春, 杜军. 郑州邙山枣树沟黄土剖面常量元素含量的高光谱反演[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(3): 121-129.
[7] 杜程, 李得林, 李根军, 杨雪松. 基于高原盐湖光谱特性下的溶解氧反演应用与探讨[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(3): 246-252.
[8] 姜亚楠, 张欣, 张春雷, 仲诚诚, 赵俊芳. 基于多尺度LBP特征融合的遥感图像分类[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(3): 36-44.
[9] 臧传凯, 沈芳, 杨正东. 基于无人机高光谱遥感的河湖水环境探测[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(3): 45-53.
[10] 王华, 李卫卫, 李志刚, 陈学业, 孙乐. 基于多尺度超像素的高光谱图像分类研究[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(3): 63-71.
[11] 舒慧勤, 方俊永, 鲁鹏, 顾万发, 王潇, 张晓红, 刘学, 丁兰坡. 基于多源高分辨率数据的遗址空间考古精细识别研究[J]. 国土资源遥感, 2021, 33(2): 162-171.
[12] 肖艳, 辛洪波, 王斌, 崔利, 姜琦刚. 基于小波变换和连续投影算法的黑土有机质含量高光谱估测[J]. 国土资源遥感, 2021, 33(2): 33-39.
[13] 胡新宇, 许章华, 陈文慧, 陈秋霞, 王琳, 刘辉, 刘智才. 基于PROBA/CHRIS影像的归一化阴影植被指数NSVI构建与应用效果[J]. 国土资源遥感, 2021, 33(2): 55-65.
[14] 韩彦岭, 崔鹏霞, 杨树瑚, 刘业锟, 王静, 张云. 基于残差网络特征融合的高光谱图像分类[J]. 国土资源遥感, 2021, 33(2): 11-19.
[15] 吴倩, 姜琦刚, 史鹏飞, 张莉莉. 基于高光谱的土壤碳酸钙含量估算模型研究[J]. 国土资源遥感, 2021, 33(1): 138-144.
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