光学遥感影像道路提取的方法综述

道路信息在多个应用领域中发挥着基础性的作用。光学遥感影像能够以较高的空间分辨率对目标地物进行精细化解译，可大幅增强地物目标的提取能力。充分利用光学遥感影像丰富的几何纹理信息，进行道路的精确提取，已成为当前遥感学界研究的热点与前沿问题。鉴于此，本文依据近年来大量相关文献，对现有的理论与方法进行了归类与总结，通过分析不同方法采用的道路特征组合，将道路提取方法划分为模板匹配、知识驱动、面向对象和深度学习4类方法，简要介绍了道路提取普适性的评价指标并对部分方法进行了分析与评价；最后对现有光学遥感影像道路提取的发展提出了建议和展望。     

兼顾连通性的U-Net网络高分辨率遥感影像道路提取

遥感影像道路提取结果中的断线一方面降低了提取精度，另一方面影响了道路形态完整性，使得提取结果不能直接应用于空间决策与分析。本文基于U-Net网络在高分辨率遥感影像道路提取时全局特征表达的优势，提出一种兼顾连通性的道路断线修复方法完善U-Net网络局部特征表达的劣势。首先，利用数据增强和扩充数据量后的样本数据作为U-Net网络的输入以此训练模型并进行最优模型的道路提取；然后，对提取结果中出现的道路断线以三次多项式曲线拟合的形式进行优化处理。实验表明，与相近网络比较，本文道路提取的精度和形态完整性有了明显的提高，查准率为86.25%，查全率为85.50%，F1-score达到了85.87%。其成果数据能直接地应用于地理决策分析，特别有利于灾后的路径规划，本文提出的方法对道路、电网、轨道、河流等线性地物分类结果中出现类似断线问题具有一定的参考意义。     

基于车载激光扫描的城市典型道路面点云提取

针对城市典型道路结构特征，提出一种车载道路面点云数据提取方法。根据高程阈值算法对原始车载激光扫描点云数据进行滤波处理，得到地面点，再使用改进区域生长算法对地面点进行处理，提取得到道路面点云。通过实测车载激光扫描数据进行实验，结果表明，本文提出方法提取道路面点云结果的检测质量q、完整性r以及准确性p均在93%以上，本文方法是行之有效的。     

航空遥感影像中道路的半自动提取

为了达到各种信息融合的目的，针对不同的情况，提出了多种信息约束下的道路提取方法。为了对提出的方法进行检验，给出了航空影像中不同类型的道路提取的例子     

航空遥感影像中道路的半自动提取

为了达到各种信息融合的目标，针对不同的情况，提出了多种信息约束下的道路提取方法。为了对提出的方法进行检验，给出了航空影像中不同类型的道路提取的例子。     

基于模糊算子理论的道路半自动提取

提出了一种基于模糊算子理论的道路半自动提取方法。该方法在对小比例尺影像进行Sobel边缘检测的基础上，定义了12种模糊算子表示2维道路的各种可能的结构，然后在给定道路种子点附近形成的一定范围内进行搜索，提取出道路的中心线。实验结果表明，该算法速度较快并且具有较强的鲁棒性。     

高分辨率影像基于影像对象的受损道路提取

基于影像对象对高分辨率影像中的受损道路进行提取,并重点介绍了易康软件中的影像分割,形成影像对象,建立道路规则库,进而提取出道路信息,并判断受损道路信息。以龙门乡受灾区为例进行试验,利用易康软件对影像进行分割并提取受损道路信息,表明基于影像对象的思想在易康对受损道路进行提取是可行的。     

基于多个极化通道的SAR影像道路探测

提出了一种从SAR影像的多个极化通道探测道路的新方法。首先，介绍了用边缘探测器构造道路探测器的方法； 然后，将多参数统计假设检验的方法应用到全极化影像的信息融合中，并将该方法提取的结果与传统Tupin法提取的结果进行了比较。实验表明，该方法对全极化SAR影像道路边缘的提取效果较好，具有一定的适用性。     

从遥感影像提取道路特征的方法综述与展望

从遥感影像中提取道路特征已有许多研究，但仍存在许多问题有待解决。本文探讨了道路特征提取的基本思路，对道路特征提取的基本方法和现状进行了较全面的综述，介绍了具有代表性的特征提取方法，并对各个方法的特点进行了分析，最后对道路特征提取的研究前景进行了展望。     

高分辨率遥感影像道路提取方法综述

从高分辨率遥感影像的特点出发介绍了道路在高分辨率遥感影像上所具有的特征,介绍了道路提取的基本方法和研究现状,对现有几种代表性的道路提取方法进行了详细地分析,并对高分辨率遥感影像上道路提取的研究前景进行了展望.     

航拍图像跨数据域特征迁移道路提取方法

针对传统道路提取方法应用于新数据泛化能力不足的问题,研究了通过特征迁移和编解码网络实现跨数据域的道路提取方法。首先,构建了基于编解码网络的道路提取基本模型,用于实现单一数据来源的道路提取任务。然后,基于道路提取网络结构和循环一致性原则,提出了用于跨数据域图像特征迁移的循环生成对抗网络,使目标域图像映射入源域特征空间。使用预训练的道路提取模型处理特征迁移后的目标域图像,即可实现跨数据域道路提取任务。试验结果表明,本文所提方法能够拓展道路提取网络的泛化能力,准确有效地提取跨数据域图像中的道路目标。相较于未特征迁移的结果,本文所提方法大幅改善了道路提取指标,使得F1提升了50%以上。本文方法不需要目标域的标注信息,也不需要对道路提取网络进行微调训练,而只需训练由目标域向源域的特征迁移模型,所耗时间和人力成本较低,因而具有良好的应用价值。     

Road Extraction Using Topological Derivative and Mathematical Morphology

Road extraction from remotely sensed images has always been a challenging problem. In this paper we present an approach for road extraction based on topological derivative and mathematical morphology. The road extraction scheme has three main steps: image segmentation using topological derivative, road cluster identification and road cluster filtering using mathematical morphology.     

利用可变形部件模型检测遥感影像道路交叉口

为了解决高分辨率遥感影像道路交叉口位置检测与类型识别问题,提出了一种基于可变形部件模型的道路交叉口检测方法。首先,分析了道路交叉口在高分辨率遥感影像上的表征形式;然后,借鉴面向对象的思想,利用可变形部件模型,通过训练和学习其整体和部件组成的空间布局特征获取目标对象模型参数;最后,通过滑动窗口搜索匹配方法获取道路交叉口位置和其对应的类型。由仿真与实验结果可知,此算法不仅能够自动、准确地检测道路交叉口的几何位置,而且能够识别其几何形状类型,可有效提高道路网络拓扑结构构建效率。     

基于灰度和方向一致性的遥感影像道路网提取

从遥感影像中提取道路网是一个经典课题,根据遥感影像中的道路具有灰度和方向一致性的特征,提出一种从遥感影像中提取道路网的新方法。首先根据遥感影像的灰度信息和方向方差信息建立灰度和方向一致性准则分割模型,由此可从遥感影像中提取基本的道路网轮廓,然后再针对道路区域存在非道路点:空洞和裂缝等情况,采用膨胀、腐蚀等操作去除杂乱物块,最后通过数学形态学操作提取出道路网。实验结果表明,该方法能够适用道路、建筑物、植被等多种复杂地物的城市遥感影像中提取道路网,且能获得较好地提取效果。     

遥感影像上基于特征的道路提取方法

从遥感影像上提取道路信息是当前遥感技术应用研究的主要方向之一。文中在详细分析航空遥感影像上道路特征及目前国内外关于道路提取技术的前提下,综合考虑各种实际情况,提出了一种新的基于特征的道路提取模型。在算法实现过程中,采用了自适应分块边缘检测、多尺度侦测道路中心点、自适应对比度调整、道路中心点综合判断准则等技术手段,保证了提取结果的稳健性、准确性。实验表明该算法能够快速、稳健地从航空遥感影像上提取道路中心骨架线。     

多特征约束的高分辨率光学遥感影像道路提取

针对复杂场景中的遥感影像道路提取问题,论文提出了一种多特征约束的影像道路提取方法,并开展了论文方法可行性论证。该方法首先,根据道路宽度的先验知识以及道路的几何特征,提出一种改进的线段二次提取模型,利用线段长度和道路宽度确定候选道路种子点集;其次,输入道路结构信息,基于道路辐射特征对候选道路种子点进行整体匹配评价;再次,当候选道路种子无法符合辐射特征要求时,提出一种浅色机动车检测模型,以此将浅色机动车结果作为道路上下文特征,利用道路上下文特征对候选道路种子点进行分析;然后,构建道路拓扑分析模型,依据道路拓扑特征对候选道路种子点进行最终验证;最后,对提取道路种子点进行优化处理,并提出道路跟踪及拟合方法。通过不同复杂场景、不同分辨率高分辨率遥感影像下开展的不同方法实验结果对比分析表明,相对于其他商用软件ECognition和Erdas的方法,本方法自动化程度更高,运行效率高,适用于解决道路类型多样化、几何光谱噪声大的复杂场景道路提取问题。     

改进全卷积网络方法的高分二号影像农村道路提取

针对目前利用高分遥感数据提取农村道路的研究与应用少,提取结果精准度不够的问题,提出了结合空洞卷积和ASPP（Atrous Spatial Pyramid Pooling）结构的改进全卷积农村道路提取网络模型DC-Net（Dilated Convolution Network）。该模型基于全卷积的编解码结构来提取道路深度特征信息,同时针对农村道路细长的特点,在解编码层之间加入了以空洞卷积为基础的ASPP（Atrous Spatial Pyramid Pooling）结构来提取道路的多尺度特征信息,在不牺牲特征空间分辨率的同时扩大了特征感受野FOV（Field-of-View）,从而提高细窄农村道路的识别率。以长株潭城市群郊区部分区域为试验对象,以高分二号国产卫星遥感影像为实验数据,将本文提出的方法与经典的几种全卷积网络方法进行实验结果对比分析。实验结果表明：（1）本文所提出的道路提取模型DC-Net在农村道路的提取上具有可行性,整体提取平均精度达到98.72%,具有较高的提取精度;（2）对比几种经典的全卷积网络模型在农村道路提取上的效果,DC-Net在农村道路提取的精度和连结性、以及树木和阴影的遮挡方面,均表现出了较好的提取结果;（3）本文提出的改进全卷积网络道路提取模型能够有效地提取高分辨率遥感影像中农村道路的特征信息,总体提取效果较好,为提高基于国产高分影像的农村道路提取精度提供了一种新的思路和方法。     

基于地理国情普查高分辨率遥感影像的道路提取方法研究

在地理国情普查中,道路作为地表覆盖数据的重--素,其提取方法与技术流程成为众多作业单位研究的重点,本文结合作者在地理国情普查中地表覆盖道路提取的经验,对道路的提取方法进行了归纳及总结,并提出了适用于地理国情普查任务中道路提取的方法。希望本文对日后的地理国情普查任务有所帮助。