Automatic road change detection and GIS updating from high spatial remotely-sensed imagery

This paper presents a framework for road network change detection in order to update the Canadian National Topographic DataBase (NTDB). The methodology has been developed on the basis of road extraction from IRS-pan images (with a 5.8 m spatial resolution) by using a wavelet approach. The feature matching and conflation techniques are used to road change detection and updating. Elementary experiments have showed that the proposed framework could be used for developing an operational road database updating system.     

Automatic change detection for road networks from images based on GIS

Up to now, detailed strategies and algorithms of automatic change detection for road networks based on GIS have not been discussed. This paper discusses two different strategies of automatic change detection for images with low resolution and high resolution using old GIS data, and presents a buffer detection and tracing algorithm for detecting road from low-resolution images and a new profile tracing algorithm for detecting road from high-resolution images. For feature-level change detection (FL-CD), a so-called buffer detection algorithm is proposed to detect changes of features. Some ideas and algorithms of using GIS prior information and some context information such as substructures of road in high-resolution images to assist road detection and extraction are described in detail.     

Automatic Change Detection for Road Networks from Images Based on GIS

Up to now, detailed strategies and algorithms of automatic change detection for road networks based on GIS have not been discussed. This paper discusses two different strategies of automatic change detection for images with low resolution and high resolution using old GIS data, and presents a buffer detection and tracing algorithm for detecting road from low-resolution images and a new profile tracing algorithm for detecting road from high-resolution images. For feature-level change detection (FL-CD), a so-called buffer detection algorithm is proposed to detect changes of features. Some ideas and algorithms of using GIS prior information and some context information such as substructures of road in high-resolution images to assist road detection and extraction are described in detail.     

Automatic change detection of geo-spatial data from imagery

The problems and diffi-culty of current change detection tech-niques are presented. Then, according to whether image registration is done before change detection algorithms,the authors classify the change detec-tion into two categories:the change de-tection after image registration and the change detection simultaneous with image registration. For the former,four topics including the change detec-tion between new image and old im-age, the change detection between new image and old map, the change detec-tion between new image/old image and old map, and the change detection be-tween new multi-source images and old map/image are introduced. For the latter, three categories, i. e. the change detection between old DEM,DOM and new non-rectification image,the change detection between old DLG, DRG and new non-rectification image, and the 3D change detection between old 4D products and new multi-overlapped photos, are dis-cussed.     

基于变化检测方法的地籍数据库增量更新研究

事件信息反映了地籍要素发生变化的原因,与变化信息共同构成增量信息.针对目前增量信息变化检测方法尚未实现事件信息检测的问题,提出了一种包含事件信息的地籍数据库增量更新变化检测方法.该方法通过选取“继承关系”、“拓扑关系”与“属性关系”三个因素作为前提条件,建立了地籍要素事件知识规则库,并在检测变化信息的基础上,通过计算三...     

基于变化检测的DOM与DEM数据同步更新

针对现有DOM与DEM生产模式不能满足数字城市、智慧城市信息化建设的需要和信息化测绘体系的网络化、自动化更新需求,该文提出了基于变化检测的DOM与DEM网络化同步编辑更新方法,形成一套针对变化区域的快速更新技术流程。完成了DOM与DEM网络化快速编辑更新平台的研发,基于网络并行环境实现网络化任务分发、多人员同步编辑的生产更新模式。通过丽水和平湖两个测区的生产实践,结果表明总体效率比传统生产方式提高27%左右。     

融合SAR和TM图像更新GIS道路网络数据

遥感作为空间数据获取的一种手段,其在空间数据更新中的作用显得越来越重要,遥感数据已逐渐成为空间数据更新的主要数据来源。提出一种利用遥感图像自动更新GIS道路网络数据的方法,通过融合两种传感器图像数据,将整个道路网络准确完整地提取出来,然后通过线性特征的变化检测确定已修改的道路及新修建的道路。实验结果表明该方法可以准确地更新道路网络数据。     

面向对象的高分辨率卫星影像道路信息提取

本文采用面向对象方法对高分辨率卫星影像道路信息提取。首先加入建筑物矢量数据对影像分割提取出建筑物,然后采用多尺度进行分割,对分割后的对象进行最近邻采样,得到总体分类图。最后根据道路特点构建道路知识库对道路信息优化。试验表明,面向对象的道路信息提取克服了"椒盐现象",取得了较好的提取效果。     

结合尺度空间的面向对象高分辨率影像城市道路提取

基于遥感影像的城市道路提取对于城市建设、规划和地图更新等有重要意义。针对高分辨率遥感影像城市道路网的复杂性,结合尺度空间思想提出一种面向对象的城市道路自动提取算法。在此基础上,使用Canny算子获取像元簇梯度图,并进行标记分水岭分割得到区域对象;建立城市道路与几何、光谱特征相关的道路规则,从分割结果中筛选出道路区域对象;使用形态学方法提取道路区域的骨架,并对骨架进行连接、光滑等后处理,最后输出道路网提取结果。实验结果表明,该方法用于复杂城市道路的高精度自动提取,对城市道路网更新有一定参考意义。     

GIS空间数据更新服务方式与实施对策

数据生产者在积极采用现代测绘新技术对已建数据库进行更新的同时,还应该研究如何利用更新后的主数据库对其客户数据库进行更新服务的问题。首先简要论述了从数据共享到更新服务的发展趋势,其次介绍了两种基本的空间数据更新服务方式,然后介绍国内外的实施现状,其中主要讨论英国军械测量局实施情况以及相关国际组织的研究动态,最后提出了利用批量数据更新客户数据库的技术实施框架。     

基于光谱和空域信息的城区变化检测方法研究

目前的变化检测研究主要集中在利用中、小比例尺遥感图像进行自然环境等方面的变化检测,如草场的季节性变化、灾害检测、植被分布变化、土地使用规划等。然而随着城市的快速发展,为了满足城区管理规划中对道路、房屋等变化细节进行分析的需求,并由于高分辨率卫星诸如Ikonos,Quickbird等的出现,我们有必要并且有可能开发出一套实用、有效的、可靠的城区自动变化检测系统。针对城市区域的复杂性及其高分辨率卫星影像的配准误差问题,本文提出一种通过模糊逻辑结合光谱特征和空域特征的城区变化检测方法,以期望减小图像整体及局部配准误差对变化检测精度的影响。     

用改进的剖面匹配算子提取高分辨率遥感影像上带状道路

剖面匹配在道路提取中得到了广泛的应用,但现有的相关文献中普遍利用数学模型模拟道路轨迹、利用最小二乘剖面匹配的结果进一步修正数学模型预测的道路点的方法,这种方法与实际的路况有较大的差别。本文中,用户初始化后获得道路的起始点、前进方向、道路的宽度和模板剖面。通过将模板剖面沿道路前进方向平移和旋转生成一系列目标剖面,求目标剖面与模板剖面的灰度差的平方和,在求平方和时给剖面的道路部分更多权重,最小的平方和对应的目标剖面的中点为最精确的道路点,迭代上述步骤追踪道路轨迹。经试验证明,改进的剖面匹配算子是一种稳健高效的道路追踪算法。     

利用多源空间数据进行地形的三维变化检测

本文提出了利用空间数据库中已有的DEM、DOM、DLG和新影像进行三维变化检测,在此基础上提取二维变化信息的技术框架。探讨了基于DEM的VLL物方影像匹配方法、多尺度表达的数字高程模型,以及自适应窗口大小和变化阈值的确定等用于三维变化检测的关键技术。这些思想和方法在实验中得到初步证实。     

面向对象的多特征分级CVA遥感影像变化检测

变化矢量分析CVA方法在中低分辨率遥感影像变化检测中已得到广泛应用,但由于高分辨率遥感影像存在不同地物尺度差异大、不同类别地物光谱相互重叠的问题,因此对于高分影像的变化检测具有局限性。为提高高分影像变化检测精度,提出了一种面向对象的多特征分级CVA变化检测方法,首先,利用基于区域邻接图的影像分割方法分别对两时相遥感影像进行多尺度分割,提取分割图斑的光谱、纹理和形状特征;然后,在各级尺度下,分别运用随机森林方法进行特征选择,计算CVA变化强度图;最后,根据信息熵对多级变化强度图进行自适应融合,利用Otsu阈值法检测变化区域,并与仅考虑光谱特征的分级CVA变化检测方法、像元级多特征CVA变化检测方法以及仅考虑光谱特征的像元级CVA变化检测方法进行比较分析。实验表明:与比较方法相比,本文方法的变化检测精度较高,误检率和漏检率较低。     

移动激光扫描数据的道路标线自动提取

针对道路标线三维矢量数据难以高效精确获取的问题,该文提出了一种从移动激光扫描数据中自动提取道路标线的新方法。基于平缓路面这个假设,利用邻域高程一致性的判断方法提取地面点。将地面点根据轨迹数据分割成多组剖面,对每个剖面上的点云进行强度直方图统计,找到强度值有突变的点。以此为种子点通过强度值区域生长以得到完整的标线,利用点云模板匹配的方法剔除错误点集。最后对标线点云进行矢量化得到三维矢量线。通过城市中大约2km长的移动激光点云数据的实验,证明本文提出的方法在提取道路标线方面能得到较好的结果。     

高分辨率遥感影像配准与变化检测一体化处理

为了克服高分辨率遥感影像配准与变化检测作为单独环节处理的局限,该文提出了一种基于变分理论的配准与变化检测一体化处理方法。该方法将配准误差作为一种光谱变化决策因子,变化信息以权值的方式迭代反馈给变分配准模型的解算过程。为了更准确地检测建筑物这个特定目标的真实变化,该文采用多尺度最大形态学轮廓建筑物检测指数的差异作为另外一个决策因子。最后将配准误差反映的变化和建筑物检测指数的差异这两个决策因子在D-S证据理论框架下建立概率模型进行融合处理,进而得到建筑物的变化检测结果。该文选取WorldView-2数据进行实验,实验结果表明,一体化处理思路可以有效地解决单独处理的局限,从根本上解决配准误差对变化检测结果的影响以及由于变化而使配准精度降低的问题,进而提高配准和变化检测的质量。     

2.5D change detection from satellite imagery to monitor small-scale mining activities in the Democratic Republic of the Congo

Mining natural resources serve fundamental societal needs or commercial interests, but it may well turn into a driver of violence and regional instability. In this study, very high resolution (VHR) optical stereo satellite data are analysed to monitor processes and changes in one of the largest artisanal and small-scale mining sites in the Democratic Republic of the Congo, which is among the world’s wealthiest countries in exploitable minerals To identify the subtle structural changes, the applied methodological framework employs object-based change detection (OBCD) based on optical VHR data and generated digital surface models (DSM). Results prove the DSM-based change detection approach enhances the assessment gained from sole 2D analyses by providing valuable information about changes in surface structure or volume. Land cover changes as analysed by OBCD reveal an increase in bare soil area by a rate of 47% between April 2010 and September 2010, followed by a significant decrease of 47.5% until March 2015. Beyond that, DSM differencing enabled the characterisation of small-scale features such as pits and excavations. The presented Earth observation (EO)-based monitoring of mineral exploitation aims at a better understanding of the relations between resource extraction and conflict, and thus providing relevant information for potential mitigation strategies and peace building.     

结合空间上下文与慢特征分析的多光谱影像变化检测

为了提高多光谱影像变化检测的精度,本文提出了一种结合空间上下文与慢特征分析的方法。首先采用自适应空间上下文提取算法围绕像素构建自适应区域,探索像素周围的上下文信息;然后通过迭代慢特征分析,由相应像素周围的成对自适应区域定量计算成对像素之间的变化强度,增强变化区域与未变区域的可分性;最后生成变化强度图像,采用大津阈值法作二值分类,将变化强度图划分为二值变化检测图。利用Landsat 7卫星ETM+传感器的图像,与4种基于代数的方法及基于变换的方法进行对比试验,结果表明,本文方法在降低漏检方面有所改善,提高了召回率。