高分辨率遥感影像中提取道路网的新方法设计

高分辨遥感影像中提取道路网的新方法高分辨率遥感影像中提取道路网的新方法设计摘要高分辨率遥感影像中道路网的提取是地理信息数字化和网络化的需要。借助已有的数据和成果，介绍了高分辨率遥感影像上道路网提取的方法和思路步骤，从提取要素层次、建模方法、中间处理手段的角度，对现有的道路网提取方法进行了分析，最后指出了在高分辨率遥感影像道路网提取方法中，所遇到的问题比如：要解决的遮挡、地物复杂等问题。对于已有的技术和方法，提出了一种新的思路，即：运用光的三原色红光、绿光、蓝光，能搭配成其他光色的原理。用两三种相同底片不同成像方法生成新的影像。之后进行了对比和总结。关键词：高分辨率/遥感影像/三原色/道路网提取REVIEWONTHEMETHODSFORROADNETWORKEXTRACTIONFROMHIGHRESOLUTIONREMOTESENSINGIMAGESABSTRACTHighResolutionRemoteSensingImagesseparatedfromtheextractionofroadistheneedofgeographicinformationnetworkanddigitalnetworks.Bymeansofexistingdataandresults,Iintroducedthemethodsandstepsinextractionofroadnetworkinhighresolutionremotesensingimages.Extractedfromtheelementlevel,modelingmethod,andbyintermediateprocessingmethod'spointofview,Theexistingroadnetworkextractionmethodwereanalyzed.Finallypointsouttheproblemsinit.Forinstance,tosolvetheshelter,featurescomplicatedandsoon.Thispaperproposesanewtrainofthoughtwiththeexistingtechniquesandmethods.Thisisbyusingtheprincipleofthreeprimarycolorsoflight,whichnamedred,green,andbluelight,itcanmatchintootherlightcolor.Withtwoorthreekindofthesamefilm,itcouldgenerateanewimagebydifferentimagingmethods.ThenIContrastedandsummarizedit.KEYWORDS:highresolution,remotesensingimage,threeprimarycolors1引言中国步入遥感技术的行列已经有十几年了，但真正的高分辨影像探索其实很短暂，较之发达国家，还有很大的差距，如何从高分辨影像中提取所需的高质量的信息，也是当下研究的热点问题。遥感图像的数字处理为我们提供了理解地物信息的另一种方式，遥感图像在国民经济建设和国防建设中的各个领域如：测绘、制作、编绘各种地形图；环境与灾害监测应用，地质调查；农林牧业，考古、旅游资源开发；资源探测与开发等方面都会或多或少的用到遥感图像的数字处理技术。由于高分辨影像反映的内容丰富，事物广泛，尤其是现在地面施工工艺的多面性和建筑材料的多样性，已经迫切需要遥感技术的提高。当前形势下，伴随遥感技术的日益成熟，影像在地面的分辨率越来越高，地面影像的复杂和要提取的信息也越来越丰富。另一方面，高分遥感影像为国土测绘、国土资源的实时监测和变更提供了依据，我国已有311个地级市开展数字城市建设，其中158个数字城市已经建成并在60多个领域得到广泛应用，同时最新启动了100多个数字线与建设和3个智慧城市建设试点。从这一点，高分辨率影像的研究和应用是必须重视的。又因为道路信息是组成遥感影像重要部分，尤其是中国城镇化进程不断加速，造成道路建设和道路导航一直在更新，一直在变化，因此从高分辨率遥感影像中提取道路网是遥感和航测技术中所要解决的问题。但是道路提取并非容易，尤其当前道路施工技术日新月异地发展。由原来的地面形式变为立交道路形式，道路周边的设施变化，水上工程不同，建材石料的选择等，给提取道路的工作带来了技术上的障碍。一直以来，技术人员通过建模，克服了许多问题，提出了很多思路，在慢慢积累中取得了不小的成果和可行性技术，也提出了多种提取道路网方法，在一定的范围和领域中能得到适用。这类成果也成了现在研究的热门。比如我们课本上学过的和老师介绍过的。2对遥感的认识2.1遥感的发展遥感技术发展体现在：20世纪60年代遥感开始发展起步，到发射的第一颗资源卫星，陆地卫星，其搭载的传感器，能够达到90m的空间分辨率。后来出现的第二代遥感卫星，其分辨率提高了60m，到第三代遥感卫星极高空间分辨率，达到了用来绘制和补测地形图的要求。遥感平台的发展也是一个方面，从航天飞机，宇宙飞船等有一定时间间隔的中短期观测发展到以国际空间站为主的多平台、多层面、长期的动态观测。尤其是近年来小卫星的发展实现了任意时间获取卫星影像的能力。借助于它们，能够获取高分辨率的成像光谱仪数据。多极化方式多波段的，能解决阴雨多雾情况下的全天候和全天时对地观测。遥感图像处理硬件设备方面开始由光学处理设备向数字处理系统，内外存超大，速度超快，实现了处理海量遥感数据。网络的覆盖将使数据实时传输和实时处理成为现实。遥感图像处理软件系统更是不断翻新，由原来的视窗方式，到现在的智能化水平。2.2遥感的分类按照探测波段进行分类四类：波长在0.05-0.38μm；波长在0.38-0.76μm；波长在0.76-1000μm；波长在1mm-10m范围。分别对应着紫外线波段，可见光遥感波段，红外遥感波段，微波遥感波段。（如表格1所示）如果按工作方式划分：主动遥感与被动遥感。按使用领域划分外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感。按成像方式分为非成像遥感与成像遥感。波段波长特征应用紫外波段0.001—0.38μm大气对紫外线吸收较强；能使溴化银底片感光；太阳光谱中只有0.3-0.38μm的光到达地面，对油污染敏感用于测定碳酸岩的分布；用于油污的监测可见光波段红橙黄绿青蓝紫0.38—0.76μm0.62—0.76μm0.59—0.62μm0.56—0.59μm0.50—0.56μm0.47—0.50μm0.43—0.47μm0.38—0.43μm由红,橙,黄,绿,青,蓝,紫光组成；人眼对可见光有敏锐的分辨率；是遥感技术应用中的重要波段鉴别物质特性的主要波段；以光学摄影或扫描方式接收和记录地物对可见光的反射特征红外波段近红外中红外远红外超远红外0.76—1000μm0.76—3μm3—6μm6—15μm15—1000μm近红外性质与可见光相似；中红外、远红外和超远红外为热红外红外遥感可以在夜间工作；红外线不易为天空微粒所散射，比可见光优越微波毫米波厘米波分米波1mm—1m1mm—1dm1dm—1m能够穿透云层、植被和一定厚度的冰和土壤，具有全天候工作的能力常用主动式和被动式遥感，雷达遥感所用的就是微波表格1各个波段的特点2.3遥感影像道路提取的定义遥感是在不直接接触物体的情况下，对目标或者自然现象进行远距离探测和感知的一种技术。遥感技术收集地物目标的电磁辐射信息，判读地球环境和资源的一种技术。它是60年代在判读和航空摄影的基础上随电子计算机技术和航天技术的发展而逐渐形成的一门综合性的感测技术，具有综合、快速、宏观、动态、多层次、多时相的优点。从1972年第一颗地球观测卫星Landsat的成功发射使遥感技术迅速得到普及。而最近几年来，随着GPS和GIS技术的发展，遥感技术和它们紧密结合，使得3S技术发展更加迅猛。道路即我们生活中出行的路面，有土路、公路、高速公路、铁路等等。道路网提取指的是一种手段和技术。我们要讲的是遥感影像道路网，由于影像上道路信息丰富，错综复杂，就要求遥感影像道路网提取技术具有实用性、先进性。当前依赖的是计算机技术，将航片或者卫星影像传输进电脑，加载应用程序，分析影像上可以使用的道路信息，或者借助人工交互的方法，在影像上挑选出需要的点线面结构。实际应用中，由于道路结构的特殊性，依靠单一的手段和方法，不能都取得相同的效果。比如管制线路，道路围栏，指示灯具，交岔口的类型都不一样，造成了许多麻烦。以此根据道路网图像特性对其进行适当分类，是提取方法研究中必不可少的步骤。面对当前形势，提取道路更多的在城镇上应用。它们的道路材料相差无异，分布规则，结构简单（线型结构明显），材料种类局限，为我们遥感影像道路提取的工作者，铺垫了一定思路。遥感影像处理属于内业处理部分，主要包括遥感图像的几何校正、辐射校正、镶嵌、接边、地物分类，制作4D产品。遥感道路提取是其中一部分。2.4遥感影像矢量化首先扫描高分辨遥感影像，制成JPG格式的文件存入电脑，通过一般处理，去除噪音，阴影，并且做到图像融合。最后得到栅格图。这里介绍国产MAPGIG的矢量化过程：先进入MAPGIS软件，打开保存的栅格图；再进行图像匹配，后生成Tab格式的文件；再点击编辑，导入该Tab文件，设置需要的图层，在相应的图层上，进行矢量化采集。对于道路而言，这种提取效率是很低，但提取效果很好。2.5遥感影像提取道路的特征性大概包括有几何特征、拓扑特征、辐射特征等。比如：色调变化具有层次感，一般如课本上所说，道路由混凝土制成，颜色亮，在光谱成像中很容易辨别。比如：道路阴影，和一般建筑物阴影不同，建筑物的阴影是由于光线的倾斜方向，和成像角度造成的；而道路的阴影是由于两边的树木、道路上车辆和道路口之间的天桥造成的。也就是说处理它们的方式是不同的。拓扑关系，比如：广泛使用的沥青柏油马路和混凝土材料。这就要求在识别的过程中建立起它们的联系。或者延伸到图像的边界外：这是图像之间融合要考虑的，在相邻的影像之间，需要把处理好的或者原始的影像融合完整。2.6遥感影像处理过程图像的几何精校正、图像匹配、图像镶嵌。精纠正是消除图像中的几何变形，产生一幅能够表达的图像。可以用一个适当的多项式来模拟两幅图像间的相互变形。配准的过程分两步。首先在多源图像上确定分布均匀，足够数量的图像同名点，然后通过所选择的图像同名点确定几何变换的多项式系数，从而完成一幅图像对另一幅图像的几何纠正。它包括两个环节：一是像素坐标的变换，二是对坐标变换后的像素亮度值进行重采样。影像几何精校正处理过程如下：根据图像的成像方式确定图像坐标和地面坐标之间的数学模型；根据地面控制点和对应像点坐标进行平差计算变换参数，评定精度；对原始图像进行几何变换计算，像素亮度值重采样。图像配准的实质就是遥感图像的几何纠正，根据图像的几何畸变特点，采用一种几何变换将图像归化到统一的坐标系中。图像之间的配准一般有两种方式：图像间的配准，即以多源图像中的一幅为参考图像，其他图像与之配准，其坐标系是任意的。再就是绝对配准，即选择某个地图坐标系，将多源图像变换到这个地图坐标系以后来实现坐标系的统一。图像配准通常采用多项式纠正法。图像镶嵌指的是影像片之间的连接处理，需要考虑到接缝，相同点识别，色调不同的影响。2.7遥感影像道路网提取的过程分为四个步骤：第一是，对道路进行滤波、图像增强；第二是低层次处理，比如二值化、灰度、顶点、方向和边缘的选取；再就是包括建立规则、理论模型，识别和分析，第五步是道路网，包括道路标示、样式、运行的处理。对于不同的道路，学者给出了不同方法。针对分辨率，道路区域，比例尺，影像类型选择了不同的提取方法。比如Marr视觉理论[1-2]，学者把常用的方法总结成了4个步骤，就是上一段写到的。3高分辨率遥感影像中道路网提取划分根据目前自动化的程度，分为半自动和全自动提取[3]。半自动是先把待处理分析的道路信息，影像信息输入进电脑，参照计算和程序给定道路上的初始点和方向线，人机交互计算出需要的道路网。全自动提取是指，不需要多次人机交互，由电脑操作完成。但是到目前为止，全自动提取效果还不理想，为了确保线路的正确性，人机交互是少不了的。现在全自动是研究的热点，一些学者通过特征点的选择，通过对特征要素进行有层次的划分，把高分辨率遥感影像中提取道路网的方法归为两类：1边缘特征2面向对象4提取道路的方法汇总4.1数学形态学方法提取道路影像数学形态学用于遥感影像道路提取是一种很有效的方法，有不少学者进行了研究[4]。该方法对图像的分析分类是依据参照物的几何变形，数学形态学的基本思想是建立起参照模型集合，其中含有各种固定的形态结构元素，按照一定度量和提取规则，选取影像中的相关的地物几何结构，从而获得对图像识别和加工的目的。而结构变形是由完整的逻辑过程和形态组成的几何特征所决定，形状变换的复杂度也依赖结构元素的形状和大小。因此运用数学形态学进行图像处理的重中之重是几何结构的生成和选取。由于城镇化的发展和遥感影像高分辨率的不断改进，地表的几何结构和形态相连的信息提取变得越来越庞大和充实，最后导致了各类元素和地表信息的选择变得不可行。4.2平行线法提取道路影像蔡涛等研究学者[5-6]通过这种手段，实现了从多波段遥感影像上提取道路网的方法。它的方法是首先确定路面几何结构平行，把道路两旁的边缘线看成一对平行线，将平行线段制成能够识别出来的符号。在影像图上，把道路上相同的点连接成线，再将各个线段连接起来，通过融合各个波段使它们成面。这个过程中要先识别影像中突出的道路，再利用多波段图像中的互补性、冗余性，可以准确对道路进行描述。高分辨率遥感影像中道路的几何结构线是有一对平行线构成的，它们组成了道路网的边缘，借助边缘线构造模型是提取道路网的一种重要方法和手段。基于边缘特征的道路提取的方法，关键是利用道路边缘上平行的线，使用计算机提取道路边缘信息。“桥接”（Bridge-Link）模型[7]，通过宽度的变化，识别其中符合定义的道路。它是利用多权重算法提取边缘的，比较另外一种基于直线的自动提取方法[8]。该算法先将特征点模型化，再把图像分成小的单位，在小的影像上，消去多余的信息，将留下来的连接起来。这个过程考虑的关键是如何将他们剔除掉，文中作者使用了高斯分布函数，实现了全自动提取要素。但它的算法也有不足：对于各种道路而言，会把部分需要的信息特征点忽略掉，造成最后显示线性结构与实际不符。4.3模型法提取道路影像首先模型法是设计拟合目标成一函数式，再抽象成与原图像相联系的函数表达式。通过对各个像素点颜色、灰度等联系分析，自动地选取对应影像的阀值，用该阀值提取道路信息[9]。它的步骤如下：一、预处理，选取初始点；二、求初始点函数表达式，用多项式法求参数；三、求该函数表达式最小值，以此划分各个路段；四、各个路段连接，选取相应的交岔点。比如Hough变换的方法处理影像[10]。Hough变换能够克服误判的影响，但它局限于道路段长度阀值的选择。Hough变换的过程是：先检测路网的的组成线段，再检测出它们之间的距离。比较幅度法，该函数中所定阀值部分是自动选取的，最小阀值是操作人员手动定下来的。阀值太小的话，道路段多，道路边缘连接的时候不能完整闭合，阀值太大的话，道路段少，不利于道路两边岸的闭合[11]。4.4滤波法提取道路影像还有滤波法[12]：滤波法是对遥感影像进行滤波处理，在影像上选择特征线，连接、组织等，进而完成道路网的选取。滤波法的优点是能够快速准确的提取出道路边缘特征和道路中心线特征。比如设计一个高通滤波器和统计滤波器，把选取的信息传递到指定的位置，完成线路网信息的分析与检核。滤波能够突出影像片上地物的线性结构，集中起来的滤波用来除掉高通滤波后产生的噪声，把高出和低于阀值的去除，锐化选定的特征点，突出遥感图像中的某些信息，削弱或除去某些不必要的点、线，使图像易于判读。此外它还能获取低频信息。图像增强的实质是增强保留下的目标和它周围图像间的色彩对比。它不能增加原始图像的信息，有时反而会损失掉一些信息。最后制成模型化地矢量图，再对其各个定位，如前面介绍的预处理几个操作步骤，最终完成有用的道路网信息的选取。4.5辐度和波普角法提取道路影像辐度法就是道路辐射特征表现在道路的中心线的灰度跟其他特征点比较，灰度值小，颜色明亮[13]，以此选择特征点连接和几何处理。该算法的优点是简化了过程，选出来的道路几何形强，选定一定的阀值，在一定的灰度范围，确定要找的道路。还有一种算法是介绍波普角[14]，以像素作为出发点，求出线路段特征点处的波普角，用一定的算法对道路边界检查，这样就得到了道路影像。详细的过程在文献9中。该算法优点和灰度值提取的方法一样，方便简洁，速度快。缺点是效果不理想，道路信息不完整，需要人工进行修改。4.6水平集函数提取道路影像这是一种主成分分析的彩色区域生长算法，它能根据道路的颜色特征，先对道路进行分割，然后根据预分割的结果构造水平集函数[15]。它的优势在于，对于非城镇道路而言，比较适用，水平集改正能够使崎岖不平的道路，转化为平整道路来处理，对于路面上车辆，阴影都能起到恢复效果。最终使少量不明显凹陷的边缘向外扩，还原为平整的；少量不明显凸出的边界向内收缩，这样以来该水平集方法可以让曲线越过障碍物，为提取道路边缘提供了可行和方便。4.7变换系数非抽样方法提取道路影像这是一种基于转化系数，选取一定参照点，对任意方向上的系数进行二值化，再用这些特征点作为种子点进行跟踪的遥感影像道路网重建成模的过程。它的算法过程是算出各个方向和范畴内的数据模型，通过该模型变换为系数模型，再固定给出界面范围尺寸，比较它们在对应方向和相同方位上建模系数的最大数,以此数值的各个点当成特征点；再通过相应的阈值将任意方位的建模进行二值化和变化系数,去除了小范围尺寸的地物几何体，再挑选特征点为基础基本点对线路网识别。4.8其他方法图像二值化是设定阀值，挑选中心线的过程。先用数学形态学方法对路面结构细化，再选出各个中心点并连线。还有向量机方法，它是一种高分辨率遥感影像上自动提取道路的方法。该方法利用高斯马尔可夫随机场纹理模型提取遥感影像的基本特征[16-17]，对道路段分化获得线路中心线，记录下来它们的长度尺寸，最终依据逻辑式要求，依次将中心线拼接获取得到线路构造。该方法缺点是：线路周边布局着多余地物信息，区间存在着道路位移、残缺、不整和过度拼接。最后还有一种是基于规则知识的算法[18]：利用几何结构、灰度等等，辨别道路周围光谱特征相似的地物。5新的方法5.1思路和设计过程5.1.1基于三原色原理处理遥感影像因为现在遥感技术重在建模和方法，像上文提到的，诸多方法中缺少传统方法的研究。我的想法是基于三原色原理，通过对Hough变换和数学形态学、多尺度全方位结构元素的数学形态学、数学形态学和形状指数这三种方法共同运用，校正同一遥感影像的方法。三原色的原理是：任何颜色都可以有红、绿、蓝三种颜色混合而成，色彩学上称这三种颜色为三原色。根据该原理，相同比例的三种颜色可以生成白色（日光色），通过对某地区已知的遥感影像进行上述三种方法处理，生成三种提取道路的影像，再将这三种提取道路的影像分别染成红、绿、蓝幻灯片，在幻灯机（手工制作的）的映射下，在荧屏上生成我们想要的基于三原色提取道路的影像。实验样本为北京某城镇高分辨率遥感影像：北京海淀区某城区SPOT5全色影像，如图5-1。影像像素为353×428。通过Hough变换和数学形态学的方法提取道路后染成红色影像，如图5-2。通过多尺度全方位结构元素的数学形态学提取道路后染成绿色影像，如图5-3。通过数学形态学和形状指数提取道路后染成蓝色影像，如图5-4。图5-2、图5-3、图5-4染色的过程是使用计算机PS软件，逐条线路染上的，最后打印到幻灯片上生成红、绿、蓝幻灯片。图5-1北京海淀区某城区SPOT5全色影像图5-2染成红色的Hough变换和数学形态学提取的道路网影像如图5-3染成绿色的多尺度全方位结构元素的数学形态学提取的道路影像如图5-4染成蓝色的数学形态学和形状指数提取的道路影像自制幻灯机，如图5-5，下图所示。图5-5左边的圆孔是安放光源的位置，中间的（方型框）用来放置幻灯片，右面的方架是荧屏。把上述三张幻灯片放在中间，调整光源强度和成像距离，就能生成需要的影像。图5-5自制幻灯机结构图5.1.2设计过程1、设计区概况：北京市位于东经116°25′29″，北纬39°54′20″。是中国首都，中国第二大城市，气候条件属于温带季风气候，年平均气温在14.0℃，全年降水量集中在夏季。面积16，807.8km2，全市平均海拔43.5米，山地海拔在1000到1500米，平原海拔在20到60米。图5-1是位于中心城区西部（西城区）海淀区的早期遥感影像图。该地区交通便利，环境干净清爽，中国最著名的北京大学、清华大学均坐落在该地区。2、材料准备：图5-5所示的纸箱一个，灯具一盏，带有架腿的相机一个，清晰的荧屏一面（材质为帆布）。三张空白的幻灯片，一台彩色打印机。一个能容纳的小屋子，最重要的是该地区遥感影像通过对Hough变换和数学形态学[19]、多尺度全方位结构元素的数学形态学、数学形态学和形状指数这三种方法不同方法提取道路的道路图。3、具体步骤：一、幻灯片的生成，通过PS软件生成图5-2、图5-3、图5-4三幅影像图。二、将做好的自制幻灯机放置平，装入灯具，在纸箱右边挂上荧屏，再在一侧固定相机架腿，照准荧屏并准确对焦。三、装上打印过的三张幻灯片，使三张幻灯片平行对齐，打开光源，照射幻灯片成像。四、改变三张幻灯片的放置顺序，重复第三步骤，多次成像照相，并作笔记记录下放置的顺序和生成的效果，见表格5.1。五、选出一张效果最好的相片图。笔记记录：实验次数幻灯片顺序效果1红、绿、蓝较好2绿、红、蓝较好3蓝、红、绿一般4蓝、绿、红一般表格5.1幻灯片不同排列顺序生成图的效果经观察，幻灯片的顺序不同，得到的影像画面不一样。由表格5.1我们选用1、2号实验结果作为提取影像。并对3、4号结果分析如下：由于光线在通过幻灯片的时候，对光的吸收和穿透能力不同。5、注意事项：一、所制幻灯片5-2、5-3、5-4，PS上色是否均匀；二、使用幻灯机过程中的照相机由于要闪光，可能会干扰实验效果图，为了减少影响，相机点位置要介于幻灯片和荧屏之间。5.2成果比较图5-2，这幅图是基于Hough变换和数学形态学的道路提取的；可以看到其中的拐角信息有遗漏的地方，没办法把信息完整提取。该影像是经过PS软件融合生成的影像图。图5-3，是基于多尺度全方位结构元素的数学形态学提取的；数学形态学是从结构、尺寸、大小、选取有用的信息。对影像单元灰度削弱和增强，达到实现道路整个主干网的提取，其中值得说明的是数学形态学能够实现拐点的圆滑，对道路网曲线、缓曲线能够很好的保留下影像真实性。从该图中可以看出影像较图5-2其中拐点有一定的圆滑，这是因为它考虑了检核平差，但是它显然滤波去噪的过程做的不够。最后通过PS上色生成的影像。图5-4，是基于数学形态学和形状指数提取的；通过对道路线网的细化，提取出道路网的中心线，这个过程需要根据影像的整体布局和道路分布设定阀值，阀值越大道路网越宽，反之越窄。如图5-4，与5-2比较，它的线型结构比较清晰，线宽和除去噪音的效果都比较理想，但是与5-3比较可以看到它不能体现局部微小范围的不同。最后经过PS上色生成的影像。图5-5，是由图5-2、图5-3、图5-4三幅影像制成的幻灯片，重叠生成的白色的影像，这就是三原色原理处理后生成的影像；对比图5-2、图5-3、图5-4，可以看见它明显没有棱角，但还有缺失的地方。由于幻灯片成像不能很好的与道路网完全叠加起来，使得线路网粗细不均。分析造成这种变形的原因，可能性有四种：1、安放幻灯片的时候，幻灯片之间有缝隙，光线穿过的时候，发生了折射现象；2、幻灯片与幻灯片之间不能准确的对齐，其中的某一段产生了错位，最终使得成像不清晰；3、可能是由于荧屏不平行幻灯片，造成所成影像发生了变形；4、另外一种是由于光源成像原理是小孔成像，光线传播又会发生衍射，最终使得荧屏上的影像变形。图5-5三原色原理处理后得到的影像图5-6，是将影像图5-5，经过消除噪音和融合处理生成的。这幅图较之前的图5-1、图5-2、图5-3比较完善。成像效果理想。该过程消除噪音和融合处理依靠了手动识别，人工分析的步骤，所以才达到了这样好的效果。图5-6三原色原理处理后消除噪音和融合处理提取的影像5.3结论通过三原色原理处理某遥感影像，得到了预期的效果。由图5-5、5-6，可知道路影像清晰明显，但缺少道路边缘的详细特征。在处理幻灯片和在幻灯机成像过程中看似过程简单了，但花费的时间却也多了。图5-6的影像生成，依赖于手动识别去除噪音，这一处理的过程加大了工作量。由于实验本身没有参照其他成果，此次结论还需要更多的论证才行。6结束语下一步解决的问题现代的学者提出来的大多数方法，主要针对于某种特定类型的道路，但在处理其他类型的道路时，效果就不怎么理想了。通过本文的简要概括，就高分辨率遥感影像提取道路网出现的问题说明如下：（1）遮挡问题。对于面积小的阴影，通过消除噪音就能收到效果，对于面积大的，通过人机互动可以收到效果。（2）地物特征相似问题，容易使得道路提取产生错分的现象。我觉得通过建模，再全局型平差可以起到效果。（3）地物复杂问题，使得路面多样复杂，道路段的灰度具有近似的一致性，使得在城区影像中提取道路困难。我觉得建立一个识别库，当相似度达到一定值的时候，标记为可排除对象，未达到的地物，保留下来。比较本次实验方法，看到还存在不足，主要有：实验道具粗糙，结构不精密；实验次数少，没有丰富的数据证明该方法的优越性；实验缺少参照物，得出的结论不严密。以上就是下一步需要做的工作。

致谢首先要感谢我的指导老师--潘洁晨老师，还有教过我的专业老师。让我学到了很多知识、方法。我才知道过程对于自己而言是很重要的，只有在过程中，才能体会到渐渐的越来越自信的感觉。结果在别人看来是重要的，对我自己寄予希望的得到肯定通过考核。对于老师，毕业设计修改每年都要经历一次，每次都会面对不同的学生，但对于我，会觉得这是难得的一次和老师沟通的机会，是机遇，是了解，是成长。感谢青春让我很好的了解着自己，未来的路口，无论在哪，我都将勇敢的走着。这篇毕业论文也称不上什么精彩的台词，却是我走向社会的台阶，无论多少尝试、修改，都要接受大家的意见。感谢河南学院的所有授课老师，你们使我受益。感谢所有关心、鼓励、支持我的朋友。

参考文献[1]史文中，朱长青，王昱．从遥感影像提取道路特征的方法综述与展望[J].测绘学报,2001,30(3):7-261.[2]明冬萍，骆剑承，沈占锋，等．高分辨率遥感影像信息提取与目标识别技术研究[J].测绘科学，2005,30（3）:8-20.[3]杨晓亮，文贡坚.高分辨率遥感影像中提取道路网方法综述[J].遥感技术与应用,2012,27(3):456-471[4]满亢，鲍远律，马璐.一种高分辨率遥感影像中居民区道路提取方法[J].计算机仿真，2009（3）：0217-0230.[5]李晓峰，张弛，潘欣，等.贝特朗曲线性质在高分辨率影像道路边缘信息提取中的应用[J].武汉大学学报信息科学版，2010,35（9）：1079-1095[6]蔡涛，王润生．一个从多波段遥感图像提取道路网的算法[J].软件学报，2001，12(6):943-948[7]HuH,LiuY,WangX,etal.RoadExtractioninRemoteSensingImagesusingaNewAlgorithm[C]//ProceedsofIEEEInternationalConferenceonIntelligentInformationHidingandMultimediaSignalProcessing.Harbin,China,2008:779-782.[8]文贡坚，王润生．从航空遥感图像中自动提取主要道路[J].软件学报，2001,11（7）：957-964.[9]KassM,WithinA,TerzopoulosD.Snakes:ActiveContourModels[J].InternationalJournalofCompputerVision,1987,1(4):321-331.[10]AnilPN,NatarajanS.ANovelApproachUsingActiveContourModelforSemi-automaticRoadExtractionfromHighResolutionSatelliteImagery[C]//ProceedingsofIEEE2010SecondInternationalConferenceonMachinelearningandComputing.Bangalore,2010:263-266.[11]刘少创，林宗坚．航空遥感影像中道路的半自动提取[J].武汉测绘科技大学学报，1996,21（2）：258-264.[12]MayerH,LaptevI,BaumgartnerA,etal.AutomaticRoadExtractionbasedonMulti-sca;eModelingContextandSnakes[J].InternationalArchivesofPhotogrammetryandRemoteSensing,1997,(30):106-113.[13]ShaoYZ,GuoBX,HuXY,etai.ApplicationofaFastLinearFeatureDetectortoRoadExtractionfromRemotelySensedImagery[J].IEEEJournalofSelectedTopicsinAppliedEarthObservationsandRemoteSensing,2010,4(3):1936-1404.[14]ChristopheE,IngladaJ.RobustRoadExtractionforHighResolutionSatelliteImages[C]//ProceedingsofIEEEInternationalConferenceonImageProcessing.SanAntonio,2007:437-440.[15]孤丹丹，汪西莉.集合区域生长和水平集的遥感影像道路提取[J].计算机应用，2010（2）：0433-0436.[16]汪闽,骆剑承,周成虎,等.结合高斯马尔可夫随机场纹理模型与支撑向量机在高分辨率遥感图像上提取道路网[J].遥感学报,2005,9(3):271-276.[17]于鹏，张震龙.基于高斯马尔可夫随机混合模型的纹理图像分割[J].测绘学报,2006,3.[18]闫利，赵晨，聂倩，等.利用规则进行高分辨遥感影像地物提取[J].武汉大学学报，2012,(6):636-639.目录第一章总论 11.1项目背景 11.1.1项目名称及承办单位 11.1.2承办单位 11.1.3项目建设地点 11.1.4可行性研究报告编制单位 11.2报告编制依据和研究范围 11.2.1报告编制依据 11.2.2研究范围 21.3承办单位概况 21.4项目提出背景及必要性 31.4.1项目提出的背景 31.4.2项目建设的必要性 41.5项目概况 51.5.1建设地点 51.5.2建设规模与产品方案 51.5.3项目投资与效益概况 51.6主要技术经济指标 6第二章市场分析及预测 82.1绿色农产品市场分析及预测 82.1.1生产现状 82.1.2市场前景分析 92.2花卉市场分析及预测 112.2.1产品市场现状 112.2.2市场需求预测 122.2.3产品目标市场分析 132.3中药材产品市场分析及预测 132.3.1产品简介 132.3.2产品分布现状分析 152.3.3市场供求状况分析 162.3.4市场需求预测 17第三章建设规模与产品方案 203.1项目的方向和目标 203.2建设规模 203.3产品方案 213.3.1优质高产粮食作物种植基地 213.3.2无公害蔬菜种植基地 213.3.3中药材种植基地 213.3.4花卉种植基地 21第四章建设场址及建设条件 224.1建设场址现状 224.1.1建设场址现状 224.1.2厂址土地权属类别及占地面积 224.2建设条件 224.2.1气象条件 224.2.2水文及工程地质条件 234.2.4交通运输条件 234.2.5水源及给排水条件 244.2.6电力供应条件 244.2.7通讯条件 244.3其他有利条件 244.3.1农产品资源丰富 244.3.2劳动力资源充沛 254.3.3区位优势明显 25第五章种植基地建设方案 265.1概述 265.1.1种植基地运营模式 265.1.2种植基地生产执行标准 265.23000亩优质高产粮食作物种植基地建设方案 285.2.1品种选择 285.2.2耕作技术 285.2.3种植基地建设内容和产量预期 335.32000亩无公害蔬菜种植基地建设方案 345.3.1概述 345.3.2无公害蔬菜质量标准 345.3.3蔬菜栽培与田间管理 355.3.4种植基地建设内容和产量预期 375.42000亩中药材种植基地建设方案 385.4.1概述 385.4.2GAP基地建设要求 385.4.3选择优良品种 395.4.4金银花栽培与田间管理 395.4.5种植基地建设内容和产量预期 435.52000亩花卉种植基地建设方案 445.5.1概述 445.5.2技术方案 455.5.3种植基地建设内容和产量预期 49第六章田间工程及配套设施建设方案 516.1概述 516.23000亩绿色粮食作物种植基地灌溉方案 516.2.1总体布局 516.2.2设计依据 526.2.3灌溉制度的确定 526.2.4渠道衬砌工程设计 536.32000亩无公害蔬菜种植基地灌溉方案 556.3.1总体布局 556.3.2设计依据 556.3.3主要设计参数 566.3.4灌水器选择与毛管布置方式 566.3.5滴灌灌溉制度拟定 576.3.6支、毛管水头差分配与毛管极限长度确定 586.3.7网统布置与轮灌组划分 596.3.8管网水力计算 606.3.9水泵扬程及选型 646.42000亩中药材种植基地灌溉方案 656.4.1设计依据 656.4.2设计参数 656.4.3喷头选型和布置间距 656.4.4灌溉制度 666.4.5取水工程规划布置 686.4.6管网水力计算 706.4.7机泵选型 726.52000亩花卉种植基地灌溉方案 726.5.1设计依据 726.5.2微灌主要设计参数 726.5.3微灌灌水器选择与毛管布置方式 736.5.4微灌灌溉制度拟定 746.5.5微灌支、毛管水头差分配与毛管极限长度确定 756.5.6微灌网统布置与轮灌组划分 766.5.7微灌管网水力计算 776.5.8水泵扬程及选型 816.6田间道路工程 866.7灌溉工程 866.7.1机井工程 866.7.2提灌站改造 876.8沟道治理工程 896.9田间配套设施 906.9.1仓储工程 906.9.2农业技术培训中心 93第七章节能、节水 967.1研究依据 967.2能耗分析 977.3节能措施 97第八章环境与生态影响分析 988.1环境影响现状分析 988.2生态环境影响分析 988.2.1建设期对生态环境的影响 988.2.2运营期对生态环境的影响 988.3生态环境保护措施 988.3.1采用的依据和标准 988.3.2建设期对环境的保护措施 998.3.3运营期对环境的保护措施 1008.4环境影响评价 100第九章企业组织与劳动定员 1019.1公司体制及组织机构 1019.2劳动定员 1019.3人员来源及培训 1029.3.1人员来源 1029.3.2人员培训 102第十章项目组织管理与实施进度计划 10310.1基本要求 10310.2项目组织 10310.3项目管理 10310.4建设周期计划 104第十一章风险分析 10511.1风险因素 10511.2风险因素分析及风险程度 10511.3防范和降低风险的对策 106第十二章投资估算和资金筹措 10812.1投资估算