[发明专利]一种卫星遥感影像中低对比度土路提取的方法

说明书

本发明公开了一种卫星遥感影像中低对比度土路提取的方法，包括：对原始遥感影像进行预处理获取具有精确地理坐标的高分辨率影像数据；去除高分辨率影像数据中的植被和水体信息；提取高分辨率影像数据中的分形维和缝隙分形特征；利用分形维和缝隙特征值对高分辨率影像数据进行分割，获取道路初步提取二值图；对道路初步提取二值图进行建筑物与道路的区分；对区分出来的道路图像数据进行中心线提取。本发明特别适用于沙漠区域、荒山或高原区域、边境区域的土路的提取，与传统方法相比，道路提取精度大大提升，能够有效识别人为活动产生的土路痕迹，可以为应急救援和军事监测提供有效支持。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种从卫星遥感影响中提取中低对比度土路的方法。

背景技术

道路信息在应急响应、智慧城市、城市规划、交通导航等多个应用领域中发挥着基础性的作用。光学遥感影像具有宏观性、真实性、实时性和含地理坐标信息等特点，充分利用光学遥感影像丰富的光谱信息和纹理信息进行道路的精细化解译，是当前研究的热点与前沿问题。

目前关于利用卫星遥感影像提取城市主干交通道路和乡村公路的研究方法较多，然而针对沙漠、荒山、边境等地区的土路提取方法研究较少。与乡村公路和城市道路这种具有典型特征的道路不同，沙漠、荒山、边境等区域未开发的土路在遥感影像上的色调往往跟其他背景地物相似，对比度很低，道路的边缘界限模糊，难以采用传统的道路提取方法来自动解译。而这些低对比度道路有可能反映出重要的人类活动轨迹，比如边境地区突然出现的土路有可能反映出此地近期存在频繁的车辆运输活动，比如沙漠地区突然出现的土路会反映出车辆迷路信息，有效提取这些道路信息可以为军事监测和应急救援抢险等提供及时信息，具有重要研究意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种卫星遥感影像中低对比度土路提取的方法，从卫星遥感影响中提取中低对比度土路信息。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为采用一种卫星遥感影像中低对比度土路提取的方法，包括：

对原始遥感影像进行预处理获取具有精确地理坐标的高分辨率影像数据；

去除高分辨率影像数据中的植被和水体信息；

提取高分辨率影像数据中的分形维和缝隙分形特征；

利用分形维和缝隙特征值对高分辨率影像数据进行分割，获取道路初步提取二值图；

对道路初步提取二值图进行建筑物与道路的区分；

对区分出来的道路图像数据进行中心线提取。

作为一种改进，所述对原始遥感影像进行预处理获取具有精确地理坐标的高分辨率影像数据包括：

对原始遥感影像中的全色影像和多光谱影像进行正射校正，生成全色影像和多光谱影像的平面正射影像；

对多光谱影像的平面正射影像进行辐射定标获取地表辐射率数据；

对多光谱影像的平面正射影像进行大气校正获得地表反射率数据；

将全色影像的平面正式影像以及包含地表辐射率数据和地表反射率数据的多光谱影像的平面正射影像进行融合，获得具有精确地理坐标的高分辨率影像数据。

作为一种进一步的改进，所述去除高分辨率影像数据中的植被和水体信息包括：

计算归一化植被指数，采用公式

计算归一化植被指数，其中NDVI为归一化植被指数，ρ_red为红光波段反射率，ρ_nir为近红外波段反射率。

计算归一化差异水体指数，采用公式