[发明专利]基于多点同时快速行进的遥感影像道路提取方法

摘要

本发明公开了基于多点同时快速行进的遥感影像道路提取方法，属于半自动遥感影像道路提取领域。其步骤为：构建快速行进速度项；选择多个道路特征点，进行初始行进状态的设定；按照多点同时快速行进方法遍历影像，按照设定的有效鞍点判定准则提取有效鞍点；从有效鞍点出发逆向搜索，提取最短路径；利用最短路径点位信息构建连续矢量线状道路。本发明提高了现有快速行进方法的提取效率，通过有效鞍点判定准则的设定剔除错误捷径，提高了道路提取的正确率，降低了道路提取后续处理的复杂度，通过最短路径点位信息构建连续矢量线状要素，避免了数据格式的转换，能够直接应用于国家各级基础地理信息数据库道路信息的维护与更新。

主权项

1.一种基于多点同时快速行进的遥感影像道路提取方法，包括以下步骤：步骤1：以影像归一化灰度、梯度和边缘增强影像数据作为快速行进速度项1/P(x)；步骤2：对影像每个单元点x，设定U(x)＝+∞，V(x)＝0；步骤3：对每一个起始点p_m，设定U(p_m)＝0，V(p_m)＝m，标记为Active点，以红黑树数据结构作为Active点集合，将起始点p_m加入Active点集合中，Q←Q∪p_m；步骤4：当Q不为空集时，重复进行如下操作：(1)找到U值最小的Active点x_min，将其标记为Alive点，将其从Active点集合中移除；(2)对于任意x_n∈N_non-alive(x_min)，如果x_n是Active点，并且存在x_alive∈N_alive(x_n)，使得V(x_alive)≠V(x_n)，则x_n是边界点，若S(V(x_alive)，并且x_n满足有效鞍点判定条件IsValidSaddlePoint(x_n)，则x_n是有效鞍点，将xn加入有效鞍点集合，S←S∪V(x_n)；判断边界点x_n是否为有效鞍点的方法IsValidSaddlePoint(x_n)的具体实现过程为：根据判定条件，从求得的鞍点中再次筛选，选择位于道路上的有效鞍点；作为有效鞍点判定准则的有：①准则1：仅将起始点p_m和最先与其相遇的起始点p_n(m≠n)之间的p_saddlepoint作为有效鞍点；②准则2：仅将U(p_saddlepoint)＜U₀的p_saddlepoint作为有效鞍点，U₀为给定的最小能量阈值；(3)对于任意x_n∈N_non-alive(x_min)，如果x_n是Active点，更新x_n的U值，U(x_n)＝Update(x_n，N_alive(x_n)；(4)对于任意x_n∈N_non-alive(x_min)，如果x_n是Faraway点，V(x_n)＝V(x_min)，将其改标记为Active点；步骤5：对任意s(m，n)∈s，分别按照逆向搜索求取s(m，n)与p_m，p_n之间的最短路径Path_m与Path_n，连接两条路径，得到p_m，p_n之间的最短路径Path_mn；具体实现过程为：定义p₁为起始点，U₁为p₁的最小能量图，p₂为终点，p_search为当前搜索点，sign为循环标记，N_alive(x)为点x的已到达四邻点，为位于p₁，p₂最短路径上的单元点的集合；初始化：p_search＝p₂，sign为true；当sign为true时重复如下操作：如果p₁∈N_alive(p_search)，sign为false；对x_n∈N_alive(p_search)，找出U₁(x_n)最小的点x_min，令p_search＝x_min，将x_min加入步骤6：用提取的多条最短路径的点位信息构建Shapefile格式矢量线状要素集，作为最终的道路提取结果。