专利名称：一种基于遥感数字图像的公路路线自动提取方法
技术领域：
本发明涉及一种基于遥感数字图像的地面要素的计算机自动判释，属于计算机视觉技术领域，特别涉及一种基于遥感影像的地面机动车道路连续矢量信息的自动提取的计算机算法，以自动形成像幅范围内的机动车路网矢量图。
背景技术：
随着数码摄影技术的发展，近年来基于光学图像的遥感应用技术逐步被数字遥感图像所取代。计算机性能的提高使得数字图像处理技术得到了很大发展，根据数字图像信息对物方对象的计算机自动识别技术(计算机视觉)成为一门新兴的技术领域。道路作为明显的线状地物，具有通过遥感手段进行完全自动识别提取的基本条件，但是目前的方法存在的主要问题是还没有找到较好的道路矢量线自动提取方法。目前的方法存在的主要问题主要表现在:
1、根据影像特征的线状影像的提取，不能分出公路和其他地物如建筑物的轮廓线，极易造成误读、误判、漏判和决策失误。 2、识别的判释条件较为简单，存在较大缺馅，使得使用者的整理时间、分析和决策时间增长，从而使信息提取的效率很低。3、在道路提取的准确性和信息数量上均存在较大不足，道路中线断续，未进行线形处理，缺乏道路的宽度、路面类型的信息。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能有效识别道路轮廓、较高效率提取信息、有效进行道路的线路处理的基于遥感数字图像的公路路线自动提取方法。
基于遥感数字图像的公路路线自动提取方法，包括:
步骤一，将确定地区道路的遥感图像转换成道路光谱区二值图像的矢量多边形图，并由此生成针对该地区的道路光谱区二值图像的矢量多边形图数据集合；
步骤二，移除小对象及降噪处理
采用MATLAB中自带的bwareaopen函数,将二值图像中面积小于10000的小对象除；在此基础上使用结构元素SE=strel( ‘square’，2)进行开运算，去除细小噪声的同时，分离部分粘连在道路信息上的噪声；
步骤三，对步骤二处理后的数据集合内获取的一系列矢量多边形区域，通过计算能覆盖一个多边形区域的最小圆直径得出每个多边形区域的主长度，通过以下公式得出每个多边形区域的主方向，
Θ =arctg 土 Λ Θ，其中θ代表主方向，Λ Θ表示容许偏差，(X' [i]，Y' [j])和(X[i]，Y[j])分别为主长度两端的坐标；
步骤四，沿多边形区域的主方向Θ，通过以下步骤获取多边形各边的断面宽度:
I)取出每一边的两端点坐标(X[i]，Y[i])和(X[j]，Y[j])，计算每一边的方向Θ I和长度D1，然后求得其中点(X[a]，Y[b])及垂直平分线的方向Θ2，
2)求得每条垂直平分线与多边形相交的交点(X’[a]，Y’ [b])，自垂足所在边开始，逐边判断是否与该垂直平分线存在内部交点；
3)计算多边形区域各边断面宽度，其中任一边断面宽度计算公式如下:
权利要求
1.基于遥感数字图像的公路路线自动提取方法，其特征在于，包括: 步骤一，将确定地区道路的遥感图像转换成道路光谱区二值图像的矢量多边形图，并由此生成针对该地区的道路光谱区二值图像的矢量多边形图数据集合； 步骤二，移除小对象及降噪处理 采用MATLAB中自带的bwareaopen函数,将二值图像中面积小于10000的小对象除；在此基础上使用结构元素SE=strel( ‘square’，2)进行开运算，去除细小噪声的同时，分离部分粘连在道路信息上的噪声； 步骤三，对步骤二处理后的数据集合内获取的一系列矢量多边形区域，通过计算能覆盖一个多边形区域的最小圆直径得出每个多边形区域的主长度，通过以下公式得出每个多边形区域的主方向， Θ =arctg 土 Λ Θ，其中θ代表主方向，Λ Θ表示容许偏差，(X' [i]，Y' [j])和(X[i]，Y[j])分别为主长度两端的坐标； 步骤四，沿多边形区域的主方向Θ，通过以下步骤获取多边形各边的断面宽度: 1)取出每一边的两端点坐标(X[i]，Y[i])和(X[j]，Y[j])，计算每一边的方向ΘI和长度D1，然后求得其中点 (X[a]，Y[b])及垂直平分线的方向Θ2， 2)求得每条垂直平分线与多边形相交的交点(X’[a]，Y’ [b])，自垂足所在边开始，逐边判断是否与该垂直平分线存在内部交点； 3)计算多边形区域各边断面宽度，其中任一边断面宽度计算公式如下:
全文摘要
本发明公开了一种基于遥感数字图像的公路路线自动提取方法，包括将确定地区道路的遥感图像转换成道路光谱区二值图像的矢量多边形图；移除小对象及降噪处理；确定多边形区域的主长度及主方向；确定各边断面宽度、确定道路中线，并根据中线及道路宽度，用缓冲区多边形重叠合并算法等宽扩展得到道路区；最后生成规范路网。本发明所提供的是一种能有效识别道路轮廓、较高效率提取信息、有效进行道路的线路处理的基于遥感数字图像的公路路线自动提取方法。
文档编号G06K9/62GK103218618SQ201310006630
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月9日 优先权日2013年1月9日
发明者冯晓, 郁彩霞 申请人:重庆交通大学