基于高分辨率遥感影像的建筑物提取及轮廓矢量化研究

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1、ResearchonExtractionandContourVectorizationofBuildingsfromHigh-resolutionRemoteSensedImages4砌鲫／sSubmittedtoSchoolofGeographicandOceanographicSciencesNanjingUniversityByXiuyunWuForMasterDegreeinCartography＆GISTutor：Associate-ProfessorYanLiMay2011南京大学硕士学位论文毕业论文题目：叁主高金羞空垂盛丝堡

2、丝整篡塑查盟丛捡虚叁量垡塑窒地图学与地理信息系统专业：2QQ墨级硕士姓名：基歪薹指导教师(姓名、职称)：奎整割耋咝摘要—nl】：-—'■-■■_--■’城区高分辨率遥感影像中人工地物为主体部分，人工地物主要包括建筑物、桥梁和大型工程设施。其中，建筑物和道路占了影像内容的80％左右。作为地物类别中的主要内容，建筑物的识别和提取占有很大的比例；作为地形图中的重要成图元素，建筑物的识别和提取直接影响到地物测绘的自动化水平。目前针对建筑物检测和提取方面的研究虽然已取得了一些进展，但大部分工作仍由手工完成或仅有一些半自动功能，而这些工作往往占到整个

3、工作量的一大半甚至80％以上。现有的理论和方法仍不成熟，还不能满足实际应用的需要。因此，面对海量的影像数据，如何快速并自动地实现建筑物提取，具有十分重要的意义，本文的研究也以此展开。在对当前遥感影像建筑物提取方法进行归纳总结的基础上，针对日本东京地区高分辨率遥感影像的特点，提出了一种有效的建筑物自动提取和矢量化方法，旨在提供一种更精确的多源数据的对象提取方法，为建筑物建模的自动化研究提供参考依据。首先，本文以高分辨率航空影像和DSM数据为研究数据，针对日本东京地区建筑物类型复杂，地物繁多的特点，提出了四种分割方法，并对四种分割方法进行了比

4、较分析，得出的结论如下：(1)基于RGB影像的改进标记分水岭能较好地改善传统算法的过分割现象，但形状不能很好地描述建筑物的轮廓；(2)基于DSM的建筑物提取方法能准确定位建筑物的感兴趣区；(3)以DSM分割结果为模板，基于水平集的分割方法可以得到一个优化的轮廓，提取得到的建筑物轮廓更接近实际；南京大学硕士学位论文摘要(4)以DSM分割结果为模板，基于多尺度的分割方法相比水平集方法，其漏分率和错分率有所下降，分割结果能很好地描述该建筑物原有的形状。其次，在区域分割的基础上，提出了基于角点检测的建筑物轮廓矢量化方法。该方法运行效率高，较之传统

5、的矢量化方法，以少量的角点和直线段来表示目标，节省了内存空间，运算速度快，同时定位精度高，轮廓完整，适合于高分辨率遥感影像建筑物的轮廓规格化描述，为今后的模型化研究和三维重建提供了一种新的思路，具有一定的理论和现实意义。关键字：数字表面模型；航空影像；标记分水岭；水平集；多尺度分割；角点检测；矢量化II南京大学硕士学位论文AbstractTHESIS：ResearchonExtractionandContourVectorization．．．．．．．．．．o．．．．．—f—SPECIALIZATION：g煎Q艇驾虹鱼Q!SPOSTGRAD

6、UATE：Xi坠巡塾进MENTOR：Associate．ProfessorYanLiAbstractArtificialobjectsincludingbuildings，roadsandlargeengineeringfacilitiesaretheprincipalpartinurbanhigh-resolutionimages，amongwhichbuildingsandroadsaccountforabout80％ofimages．Astheprimaryobjectandimportantmappingelement，recog

7、nitionandextractionofbuildingsfromimagesoccupiesalargeproportionofthewholeworkanddirectlyaffectstheautomationlevelofmapping．Althoughatpresentsomeprogresshasbeenmadeonresearchesofbuildingdetectionandextraction，mostworkarecompletedmanually,whichtakesupmorethanhalforevenover

8、80％oftheentireworkload．Existingtheoriesandmethodsalestillnotmatureandrobustenoughtomeettherequir