轨迹数据辅助的高分辨率遥感影像道路提取方法研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xl122700059
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
道路作为主要交通设施,对于经济与社会发展均具有重要意义。采用高分辨率遥感影像自动或半自动提取道路信息可以提高效率、统一规格、节省人力物力资源,因而如何从高分辨率遥感影像上高效、准确提取道路一直是相关领域的研究热点。当前道路提取算法存在的问题主要有:直接聚类算法提取道路自动化程度高,而道路提取质量较低;采用监督分类算法进行道路提取的精度较高,但需要大量训练样本,人工标注降低了算法的自动化程度;另外高分辨率遥感影像中的道路提取质量易受植被遮挡、建筑物阴影、复杂场景道路特征不明显等因素影响。本文围绕上述问题,针对基于高分辨率遥感影像和出租车轨迹数据的道路提取,以及融合两种数据提取道路的相关技术问题进行研究,提出改进的思路和方法,通过实验验证了改进方法的有效性。论文主要工作如下:(1)在系统分析道路体系与高分辨率遥感影像中道路特征关系的基础上,着重对纹理特征进行分析与实验,阐述灰度共生矩阵等多种纹理提取方法,选择对比度、角二阶矩、同质性、熵等四种特征进行相关实验,验证了纹理特征的加入对道路提取的影响与作用。(2)针对监督分类道路提取算法人工标注样本标签导致自动化程度低的问题,提出一种结合改进模糊C均值聚类(Fuzzy C-means Clustering,FCM)算法与随机森林的高分辨率遥感影像道路提取方法。主要原理是:综合利用光谱信息与纹理特征,采用基于马氏距离的FCM算法随机选择训练样本并标注样本标签,然后利用随机森林模型训练样本集,并引入多方向形态学滤波进行道路区域优化处理。最后通过ZhangSuen快速并行细化(简称ZS细化)算法进行细化以及去除毛刺、断线连接等步骤获得完整精细的道路中心线。通过多组实验验证该方法可以自主选择并标注样本,且具有较高的提取精度。(3)研究了出租车GPS轨迹数据提取道路中心线的方法,并以实际数据进行了实验。首先采用基于统计阈值的栅格化算法获取轨迹栅格图像,然后依次实施了轨迹栅格图像去噪、平滑、ZS细化、断线连接等操作,获得道路中心线。(4)针对高分辨率影像中建筑物阴影、车辆干扰、植被遮挡等对道路提取的影响,提出了一种轨迹数据辅助的高分辨率遥感影像道路提取方法。结合多特征优势,采用简单线性迭代聚类(Simple Linear Iterative Clustering,SLIC)算法进行超像素分割并提取纹理特征,构建多层级特征空间;利用出租车轨迹数据对超像素进行样本标注,然后经随机森林训练、多方向形态学滤波等获取道路区域;最后采用ZS细化、去除毛刺、断线连接等步骤得到道路中心线。选择郑州市及周边地区作为实验区域,设计相关对比实验,通过整体实验结果精度评价与局部多场景分析相结合,综合验证本算法的有效性。
其他文献
随着我国市场经济的迅速发展,国内公路里程和民用汽车的数量逐年增加,交通安全问题受到人们的广泛关注,因此道路智能预警系统的研究越来越受重视。若能在诸如弯道等事故高发路段架设车路协同交通预警系统则可大大减小因为视距受限引发的恶性交通事故,提高特殊路段节点的交通安全性。因此,本课题提出利用嵌入式图像处理技术监测道路盲区并对驾驶员智能预警的研究。本项目通过对超视距交通预警检测技术原理、方法、性能特点的分析
学位
饱水多孔介质注入型气流的动力学是地下水污染原位曝气处理、二氧化碳地质储存等地下水工程的理论基础,由于其复杂的流型及其动力学机制,在理论层面的研究仍很薄弱。本文分别使用不同直径的玻璃珠模拟常见的粗砂和砾石含水层介质,利用可视化技术开展了二维玻璃珠水槽中注入型气泡动力学的物理模拟试验。论文取得了以下成果:(1)气泡的运动特征:在玻璃珠水槽中,气泡以“试错”的方式寻找最优路径,并且受复杂的孔隙网络影响,
学位
沥青路面在高速公路与城市道路中应用广泛,在其快速发展的同时也存在一些不足,如高温环境使沥青路面产生的温度病害,以及沥青对太阳辐射的高吸收率带来的城市热岛效应加剧等。利用高温相变材料的储热特性,将其制成微胶囊并掺入沥青中,在吸收热量的过程中可对沥青路面的温度进行调控,在缓解温度病害及热岛效应的同时,可减少高温下沥青中有害物质的挥发,维护城市生态环境。本文以三种不同的高温相变材料(石蜡、硬脂酸、棕榈酸
学位
由于隧道内的光线较暗导致行车视线较差,对行车安全不利,容易发生交通事故,且需要消耗大量的照明资源。随着我国公路隧道数量的不断增多,隧道的行车安全问题和运营费用问题已成为了行业内关注的焦点。为了提高隧道内的行车安全性和降低运营成本,本文以三种不同亮度的铺装层作为研究对象,通过与传统的黑色普通沥青混凝土铺装层和浅灰色水泥混凝土铺装层进行对比,研究了高亮度铺装层表面的光学性能、抗滑性能等主要指标及其影响
学位
沥青路面就地热再生热风加热技术,由于其加热均匀性更好,不易导致沥青路面烧焦老化等优点,在实际工程中应用广泛。现有加热控制技术中,恒功率加热容易导致过加热或欠加热的问题,影响沥青路面加热质量;而变功率加热要求加热单元功率输出频繁切换,导致能量损耗加大。针对以上问题,本文通过对就地热再生热风加热机组多单元分区加热方法进行仿真研究,以确定就地热再生热风加热机组各单元分区合适的热风温度和热风风速。主要研究
学位
随着我国社会对出行效率和安全要求的提高,隧道工程进入大规模建设时期,为了保障隧道结构的施工和使用安全,高性能纤维混凝土开始被越来越多的应用于隧道支护结构中。不同断面形式的隧道衬砌在受荷变形过程中,其力学性能、屈服状态以及破坏形式都不同。纤维的掺入能有效增强混凝土的强度和韧性,抑制裂缝的产生与发展,从而提高衬砌结构的强度与韧性。本文针对圆形、马蹄形和四心圆三种不同断面形式的隧道衬砌,开展了隧道模型侧
学位
小学科学课程以培养学生的科学素养为宗旨,思维是科学素养中最重要的部分,培养学生的科学思维能力是发展学生科学素养的重要途径。建模活动为思维能力的培养提供了有效的途径和方法,建模的过程是思维与行为相统一的过程。因此,思维能力的培养应渗透在建模活动的各个环节中,在主动建构实物与模型科学关联的过程中,激发思维的主动性;在通过直观形象的方式呈现思考的过程中,提升思维的有效性;在采用量化思考模式探寻科学原理的
期刊
土壤墒情对农作物生长有着重要的作用,适宜的土壤水分是获得农作物高产的重要条件之一。通过开展土壤墒情监测预报,了解土壤水分状况,提高土壤监测能力和抗旱减灾能力,为指导农民适墒播种、抗旱保墒、高效节水灌溉提供科学依据。
期刊
在水环境治理的大背景下,磷酸盐过量可能会导致水体富营养化,氟浓度超标可能会导致氟骨症等危害人体健康的疾病,有效去除水中磷酸盐和氟离子不仅能改善环境现状,而且对于保障人类健康具有重要意义。本课题聚焦于从三价铈(Ce(III))和四价铈(Ce(IV))的价态调控和金属有机框架(MOFs)的结构设计的角度制备吸附剂,并进行磷酸盐和氟离子吸附性能研究,为开发一种高效、稳定、经济的吸附剂提供新思路。本文制备
学位
随着我国汽车保有量的逐渐上升,交通事故频繁发生。如何确保行车安全成为一个日益严峻的社会话题,车辆纵向防撞预警系统能够有效保障交通安全,从而避免交通事故和人身财产损失,因此本文对防撞预警系统进行研究。通过对防撞预警系统现状的研究,发现当前安全车距模型未能充分考虑驾驶员与外界环境且模型准确性较低。基于此,本文提出了基于人车环境的车辆纵向防撞预警系统模型。首先对安全距离模型的相关理论进行分析,并设计车辆
学位