一种道路信息自动提取方法和装置、及混合导航系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种道路信息自动提取方法及装置、及混合导航系统。该方法包括：根据地物波谱库以及对应的识别方法去除遥感影像中的植被、水系、裸地以及建筑物，得到包含道路斑块的遥感影像；根据包含道路斑块的遥感影像提取道路。本发明专利技术通过地物的光谱特征来提取道路，减少了根据遥感影像提取道路的计算量，并且提高了道路提取的准确率。

A road information automatic extraction method and device, and hybrid navigation system

The invention discloses a road information automatic extraction method and device, and a hybrid navigation system. The method includes: removing the vegetation, water system, bare land and buildings in remote sensing images according to the spectrum library of ground objects and the corresponding identification methods, and obtaining remote sensing images containing road patches, and extracting roads based on remote sensing images containing road patches. The invention extracts roads from the spectral characteristics of the ground objects, reduces the calculation amount of road extraction based on remote sensing images, and improves the accuracy of road extraction.

【技术实现步骤摘要】
一种道路信息自动提取方法和装置、及混合导航系统
本专利技术涉及地理信息
，尤其涉及一种道路信息自动提取方法及装置、及混合导航系统。
技术介绍
随着遥感技术的发展，遥感影像的精度也来越高，利用遥感影像来提取道路是地理信息系统研究的热点之一。目前，利用遥感影像来获取道路的方法具体包括以下三种：1、模板提取法根据技术人员对道路的认识建立道路模板，用道路模板来描述道路特征，以便用道路模板在遥感影像中检测道路。道路模板具有固定的大小、形状和检测特征，将道路模板在遥感影像上移动，在每一个位置评价与道路模板的相似匹配度来检测道路。该方法需要针对每种道路建立模板，因而导致道路模板数量庞大，并且计算时间长，不具有通用性。2、基于图像分割法利用一些算法来对遥感影像进行分割，比如K均值聚类算法、模糊C均值聚类算法等，将遥感影像分割成有意义的斑块，根据斑块的特征进行道路的识别，提取道路片段或者道路种子点。该方法依赖于高分辨率的遥感影像，计算量大，自动分类困难。3、有限元法：有限元法在遥感影像中提取道路大多集中在利用道路的几何特征性来提取道路的方案上，利用边缘探测和纹理分析得到初步结果，以及初步结果再次进行分析、选择和综合，其中部分方案结合道路模型、道路有关的知识和规则进行，但总体效果不明显。因此，有必要提出一种新的基于遥感影像提取道路的技术方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种道路信息自动提取方法及装置，以通过遥感影像获取有用的道路信息。其中，该方法包括：根据地物波谱库以及对应的识别方法去除遥感影像中的植被、水系、裸地以及建筑物，得到包含道路斑块的遥感影像；根据包含道路斑块的遥感影像提取道路。可选地，所述根据包含道路的遥感影像提取道路包括：将检测窗口内的道路斑块栅格矢量化，得到道路矢量线段；将所述道路矢量线段连接成道路。可选地所述将检测窗口内的道路斑块栅格矢量化之前还包括：过滤检测窗口内像素值小于第二阈值的道路斑块。可选地所述将所述道路矢量线段连接成道路之前还包括：串联距离小于第三阈值的相邻道路矢量线段；或者所述将所述道路矢量线段连接成道路之前还包括：过滤检测窗口内道路矢量线段长度小于第四阈值的道路矢量线段；串联距离小于第三阈值的相邻道路矢量线段。可选地，所述将检测窗口内的道路斑块栅格矢量化之前还包括：确定检测窗口内道路斑块的RGB值和/或RGB平均值；在确定了检测窗口内道路斑块的RGB平均值的情况下，如果相邻两个道路斑块的RGB平均值之差大于第五阈值，则删除该相邻两个道路斑块中的一者或二者。相应地，本专利技术提供了一种道路信息自动提取装置，该装置包括：去除模块，用于根据地物波谱库以及对应的识别装置去除遥感影像中的植被、水系、裸地以及建筑物，得到包含道路斑块的遥感影像；提取模块，用于根据包含道路斑块的遥感影像提取道路。可选地，所述提取模块包括：矢量化单元，用于将检测窗口内的道路斑块栅格矢量化，得到道路矢量线段；连接单元，用于将所述道路矢量线段连接成道路。可选地，所述提取模块还包括第一过滤单元，用于过滤检测窗口内像素值小于第二阈值的道路斑块。可选地，所述提取模块还包括串联单元，用于串联距离小于第三阈值的相邻道路矢量线段；和/或所述提取模块还包括第二过滤单元，用于过滤检测窗口内道路矢量线段长度小于第四阈值的道路矢量线段。可选地，所述提取模块还包括RGB单元，用于确定检测窗口内道路斑块的RGB值和/或RGB平均值；在确定了检测窗口内道路斑块的RGB平均值并且相邻两个道路斑块的RGB平均值之差大于第五阈值的情况下，删除该相邻两个道路斑块中的一者或二者。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术利用地物的光谱特征信息排除建筑物、水系、植被等干扰要素，并提取出道路的特征信息，然后利用几何算法和形态学分析技术将道路连接起来，从而通过地物的光谱特征来提取道路，减少了根据遥感影像提取道路的计算量，并且提高了道路提取的准确率。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术提供的道路信息自动提取方法示意图；图2是本专利技术提供的道路信息自动提取方法详细流程图；图3是本专利技术提供的遥感影像图；图4是根据图3所示遥感影像提取的植被特征图；图5是根据图3所示遥感影像提取的水系特征图；图6是根据图3所示遥感影像提取的裸地特征图；图7是根据图3所示遥感影像提取的建筑物特征图；图8是图3所示遥感影像中的道路斑块图；图9是根据图3所示遥感影像中的道路斑块获得矢量道路图层；图10是本专利技术提供的道路获取装置的组成示意图；图11是本专利技术提供的提取模块组成示意图；图12是本专利技术提供的导航设备的组成示意图。附图标记说明1005去除模块1010提取模块1105第一过滤单元1110RGB单元1115矢量化单元1120第二过滤单元1125串联单元1130连接单元具体实施方式如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本专利技术的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。本专利技术采用光谱特征提取的方法分别剔除出各种地物，剩下道路的光谱图像，然后再矢量化道路图像，利用数学的形态学从几何形状的角度构建道路的结构元素，辅助连接道路段，最后平滑处理成矢量道路形状，计算量小，通用性强，是基于遥感影像提取道路的有效方案。图1示出了本专利技术提供的道路信息自动提取方法，具体包括：步骤105，去除遥感影像中的植被、水系、裸地以及建筑物；其中，可以预先建立地物波谱库以及与地物对应的识别方法，地物波谱库中可以包含常见地物的光谱曲线库，一般有植被、水系、裸地、建筑物(例如区块状建筑，例如工厂、居民小区)等。识别方法是只对未知地物识别的经验方法积累，将未知地物的波谱曲线与地物波谱库进行比较分析，得出最有可能是某种物质的结果。步骤110，根据遥感影像中的道路斑块提取道路信息，根据提取到的道路信息更新地图数据。本步骤去除地物特征后的遥感影像主要包括道路斑块，甚至仅包括道路斑块，可以对道路斑块进行处理，得到道路。去除地物特征后的遥感影像可能存在一些噪声，例如孤立的斑块，可以通过检测斑块的像素面积来滤除噪声，例如可以滤除少于4个像素的斑块。在滤除孤立斑块后，可以检测相邻两个斑块平均的RGB值之间的差异，如果差异大于预定值，可以删除其中一个或二个；例如相邻斑块中，一个斑块的每个像素的RGB值是[0,0,0]，平均值也是0，另一个斑块RGB为[5,2,5]，平均值为4，超过预定值3，则可以视情况删除该斑块。其中，在检测斑块是否相邻时，可以使用缓冲区搜寻的办法，建立矩形缓冲区来搜索相邻斑块。举例来说，存在依次相邻的道路斑块A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路信息自动提取方法，其特征在于，该方法包括：根据地物波谱库以及对应的识别方法，去除遥感影像中的植被、水系、裸地以及建筑物，得到包含道路斑块的遥感影像；根据包含道路斑块的遥感影像提取道路信息，根据提取到的道路信息更新地图数据。

【技术特征摘要】
1.一种道路信息自动提取方法，其特征在于，该方法包括：根据地物波谱库以及对应的识别方法，去除遥感影像中的植被、水系、裸地以及建筑物，得到包含道路斑块的遥感影像；根据包含道路斑块的遥感影像提取道路信息，根据提取到的道路信息更新地图数据。2.根据权利要求1所述的道路信息自动提取方法，其特征在于，所述根据包含道路的遥感影像提取道路包括：将检测窗口内的道路斑块栅格矢量化，得到道路矢量线段；将所述道路矢量线段串联成道路。3.根据权利要求2所述的道路信息自动提取方法，其特征在于，所述将检测窗口内的道路斑块栅格矢量化之前，该方法还包括：过滤检测窗口内像素值小于第二阈值的道路斑块，进一步包括：确定检测窗口内道路斑块的RGB值和/或RGB平均值；在确定了检测窗口内道路斑块的RGB平均值的情况下，如果相邻两个道路斑块的RGB平均值之差大于第五阈值，则删除该相邻两个道路斑块中的一者或二者。4.根据权利要求2或3所述的道路信息自动提取方法，其特征在于，所述将所述道路矢量线段串联成道路包括：串联距离小于第三阈值的相邻道路矢量线段；或者所述将所述道路矢量线段串联成道路包括：过滤检测窗口内道路矢量线段长度小于第四阈值的道路矢量线段；串联距离小于第三阈值的相邻道路矢量线段。5.一种道路信息自动提取装置，其特征在于，该装置包括：去除模块，用于根据地物波谱库以及对应的识别装置去除遥感影像中的植被、水系、裸地以及建筑物，得到包含道路斑块的遥感影像；提取模块，用于根据包含道路斑块的遥感影像提取道路信息；更新模块，用于根据提取到的道路信息更新地图数据。6.根据权利要求5所述的道路信息自动提取装置，其特征在于，所述提取模块包括：矢量化单元，用于将检测窗口内的道路斑块栅格矢量化，得到道路矢量线段；串联单元，用于将所述道路矢量线段串联成道路。7.根据权利要求5或6所述的道路提取装置，其特征在于，所述提取模块还包括：第一过滤单...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏树颖，
申请(专利权)人：北京四维图新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11