计算机论文哪里有?本文研究了基于编解码结构的图卷积遥感图像路网提取方法和二值图像路网快速矢量方法。在实际应用中,遥感图像的分辨率更高,背景更加复杂,道路提取要求也更高。
1绪论
1.2国内外研究现状
从遥感图像中提取路网主要分为传统遥感图像路网提取方法和基于深度学习的遥感图像路网提取方法。经过多年的技术发展,国内外研究者提出了许多开创性的方法,遥感路网提取技术在效率和精度方面均有较大进步。在路网栅格图像矢量化方面,国内外已有相关软件的开发和使用,但软件效率和易用性仍有提升空间。
1.2.1基于遥感图像路网提取方法
遥感图像路网提取方法在其发展历程上,可以分为传统算法和深度学习算法。
(1)传统方法
传统的路网提取有以下几种方法:模板匹配法、知识驱动法和面向对象法[14]。模板匹配法是一种利用道路遥感图像的几何、拓扑和径向特征来识别和提取道路的方法。根据模板类型,可分为规则模板和变量模板。规则模板简单易用,但性能不佳。变量模板的优点是可以较好地应用于具有不规则道路边缘和不规则道路辐射信息的图像,缺点是需要大量的计算。变量模版是根据规则设计模板,也就是特定的匹配窗口,利用测量函数通过设置的窗口获得区域极值,并更新道路位置。如Haverkamp[15]利用多个矩形窗口的对比分析,以一定的角度间隔旋转,形成一组离散的矩形窗口,林祥国等人采用矩形窗口[16]和T形窗口[17]进行匹配,傅刚等人[18]则采用圆形窗口。模版匹配需要遍历遥感图像找到道路像素位置,在匹配不到的情况下,需要人工干预来恢复匹配过程。
在知识驱动方法中,知识可以分为几何知识、上下文知识和辅助知识。王文峰等[19]提出了一种利用道路平行边缘特性的直线检测算法,利用主成分分析识别平行特征,并采用方向一致性准则来检测道路。类似的,郭黎[20]等人使用直接投影法提取路段的特征点,最终得到完整的路段结果。
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3基于二值图像的路网快速矢量化方法
3.1引言
随着城市化进程的加速和智能交通系统的快速发展,路网数据作为城市基础设施的重要组成部分,在城市规划、交通管理、应急救援等领域发挥着越来越重要的作用。在城市规划方面,路网数据提供了城市道路网络的详细信息,包括道路类型、等级、长度、宽度等,可以帮助决策者更准确地评估城市交通状况,优化城市交通布局。路网数据在应急救援领域也发挥着重要作用。在突发事件发生时,及时更新的路网数据可以为救援人员提供最佳的救援路径,确保救援工作的高效进行。通过对路网数据的实时监测和分析,救援人员可以准确掌握受灾区域的交通状况,选择最合适的救援路线,提高救援效率,减少灾害损失。
深度卷积神经网络模型可以快速地从遥感图像中提取到大范围的路网数据,一般使用栅格数据进行表示,例如路网二值图像。如何将二值图像进行矢量转换是制图过程中的一个非常重要的任务。然而,由于路网的空间结构密集导致这一问题通常难以求解,原因在于俩个方面。一方面,由自动分割方法得到的二值图像常常包含噪声和其他不良畸变;另一方面,道路网的几何结构存在可变性较高的特点,经常需要人工干预来改进结果。目前针对二值路网图像进行矢量化提取和应用的方法较少。
4基于矢量路网的防灾导航系统设计与实现
4.1需求概述
近年来,中国的城市内涝问题日益严重,频发的内涝灾害覆盖区域广泛且持续时间较长。根据住房和城乡建设部的城市内涝调研报告,72%的城市经历过内涝灾害,约40%的城市遭受过至少三次此类事件。城市内涝通常由持续降雨导致,当降水量超出城市排水系统处理能力时,就会形成积水。这一问题不仅严重影响居民日常生活,还对城市经济造成重大损失,并限制了城市进一步发展。
城市遭受洪涝灾害时,会引发一系列严重后果,包括汽车被水淹、交通停滞、住宅水侵、居民受困以及基础设施损毁等问题。突发的内涝事件要求有关部门能够及时响应,快速发布救援任务。同时,救灾任务中要保证特种救援车辆能够安全、及时地到达受灾区域,城市内涝情况随时变化,如何根据道路积水情况,发布正确的调度任务,实时为救援车辆进行导航指引、避开危险路段,是亟待解决的任务。
防灾导航系统的部署,旨在提升城市自然灾害风险识别能力、风险智控能力和应急救援能力。有效提高区域治理科学化、精准化、协同化水平,推进城市防洪排涝协同指挥全方位、系统性、重塑性的变革。本小节将对防灾导航系统的开发进行分析和概述。
4.2系统设计与实现
4.2.1总体架构设计
防灾导航系统以Web端为主平台,系统总体结构如图4-1所示:
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系统由基础层、数据层、应用层和展示层构成,本文提供部分方法支撑。各部分功能如下:
(1)基础层:基础层负责提供基础数据,例如气象预报、路网数据、遥感影像等,包括实时传感器设备信息,并负责数据的接入和更新;
(2)数据层:数据层是系统架构中负责数据存储与访问的部分。它的主要任务是管理数据的实际存储,处理所有与数据相关的操作,如数据的创建、读取、更新和删除。数据层确保数据的完整性和安全性,同时提供高效的数据检索和存储机制;
(3)应用层:应用层是系统架构中的核心部分,负责处理具体的业务逻辑。这一层接收来自展示层的用户输入,根据业务规则进行处理,并将结果反馈给展示层或者传递给数据层进行存储;
(4)展示层:展示层负责向用户展示信息,并接收用户的输入。实现系统功能的人机交互与可视化。
(5)方法支撑层:根据遥感影像路网提取算法获取基础路网数据,在路网数据基础上利用动态最优路径规划算法为人员避险和应急救援功能提供导航服务。展示层采用海量数据渲染方法,对积水情况和导航路径进行可视化展示。
5总结与展望
5.2展望
本文研究了基于编解码结构的图卷积遥感图像路网提取方法和二值图像路网快速矢量方法。在实际应用中,遥感图像的分辨率更高,背景更加复杂,道路提取要求也更高。同时,矢量化技术需要进一步提高提取效率,未来仍有待改进的方面:
(1)高分辨率遥感图像识别
遥感数据日益丰富,高分辨率遥感图像发展迅速,较高的空间分辨率意味着图像中的每个像素代表的实际地面面积较小,能够提供更多的细节信息。但高分辨率遥感图像的数据量通常较大,深度模型需要进一步考虑网络的设计,以提升识别效率。因此,未来将考虑如何在高分辨率遥感图像数据集上进行路网提取实验,以获得更佳的路网提取结果。
(2)算法流程化与整合
矢量化方法通常需要大量实验进行组合验证来探索最佳的算法,这种方式步骤繁琐且缺乏完整流程。因此,未来将考虑整合不同算法,提出更加完备的路网矢量化流程,设计并开发易于使用的路网数据矢量化软件。
参考文献(略)