[发明专利]遥感影像的道路中线自动提取方法

权利要求书

1.一种遥感影像的道路中线自动提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，输入原始遥感影像数据，分割为若干区域；

步骤2，通过对步骤1所得各区域进行形状指数分析，判断道路区域，并生成二值道路影像；

步骤3，从二值化道路影像中探测道路中线，并跟踪道路中线，获取道路基元；

步骤4，通过道路基元编组获得自动提取结果，包括以下子步骤，

步骤4.1，根据步骤3所得道路基元建立初始的道路基元连接矩阵，

设道路基元连接矩阵记为A，A为二维对称矩阵，矩阵元素为对应两个道路基元的连接概率，矩阵元素计算公式如下，

其中，道路基元个数为n+1，u的取值为0,1,…n，v的取值为0,1,…n，θu、θv分别为道路基元所在线段lu与lv的中点连线与lu、lv所形成的夹角，α是线段lu与lv之间的夹角，g是线段lu与lv之间的断裂长度；Max_|θu|+|θv|为|θ_u|和|θ_v|之和的可能最大值，T_g为断裂间隔的阈值，l_u是线段lu的长度，l_v是线段lv的长度；

步骤4.2，将矩阵元素大于给定阈值的道路基元编组连接，若没有能够连接的道路基元结束编组过程，否则进入步骤4.3；

步骤4.3，利用步骤4.2编组连接后新生成的道路基元重新建立道路基元连接矩阵，返回步骤4.2。

2.根据权利要求1所述遥感影像的道路中线自动提取方法，其特征在于：步骤1中采用Meanshift算法进行分割。

3.根据权利要求1或2所述遥感影像的道路中线自动提取方法，其特征在于：步骤2中所述形状指数包括区域的面积S、区域的最小面积外接矩形的长宽比R、区域的充满度F=S/S_MAER，满足如下公式的区域被判断为道路区域，并生成二值道路影像，

S＜T_S∩(F＜T_F∪R＞T_R)

其中，T_S为预设的面积阈值，T_F为预设的长宽比阈值，T_R为预设的充满度阈值。

4.根据权利要求1或2所述遥感影像的道路中线自动提取方法，其特征在于：步骤3实现方式为，

建立三个窗口Ls、Le、Lb，其中Ls表示一维的探测窗口大小，Le表示统计窗口大小，Lb表示待判断像素pi的邻近范围，Lb<Le<Ls；执行如下步骤，

步骤3.1，输入二值道路影像，平滑处理；

步骤3.2，探测窗口沿水平与垂直方向依次遍历探测道路区域的中心线像素，并取两个结果的并集；探测方式如下，

设像素pi为探测窗口遍历到的中心像素，将像素pi与邻近范围内的Lb个像素都存入数组T_w(k)，其中k=0,1..Lb；对探测窗口内Ls个像素灰度值排序，将排在前面Le+1位的像素存入数组S_w(t)，t=0,1…Le；比较T_w(k)和S_w(t)，如果满足T_w(k)∈S_w(t)，k=0,1..Lb，则将像素pi判断为道路区域的中心线像素；

步骤3.3，对步骤3.2所得道路区域的中心线像素进行细化，获取单像素的道路中线；

步骤3.4，跟踪步骤3.3所得道路中线，获取道路基元的矢量。