基于特征融合的HJ-1-CSAR圖像道路特征提取算法

陸萍萍 杜康寧 禹衛東 王 宇 鄧云凱

①(中國科學院電子學研究所 北京 100190)

②(中國科學院大學 北京 100190)

1 引言

道路信息在軍事和民用方面都有大量的應用，如地圖更新、道路導航、交通狀況監測、城市發展監控等。在震后救援中，道路的堵塞和損毀情況也是優先考慮的部分。此外，道路作為圖像處理中一個基本特征，準確的道路提取結果為更高層次的研究，如多時相多視角圖像配準、城市建筑塊的分割等，提供了堅實的基礎[1]。隨著近年來遙感技術的迅猛發展，從海量遙感數據中進行信息提取已成為一個重要研究方向，而合成孔徑雷達(SAR)作為一種主動微波成像傳感器，具有全天時全天候的卓越性能，成為一種不可或缺的對地觀測工具。環境一號C雷達衛星(以下簡稱HJ-1-C)是中國首顆民用雷達衛星，也是我國自主研制的第1顆S波段的合成孔徑雷達(SAR)衛星，針對HJ-1-C展開的應用研究對于推動我國SAR系統的發展意義重大。

道路特征在低分辨率 SAR圖像上通常表現為狹長的暗線條，隨著SAR圖像空間分辨率的提高，在帶來更為豐富的地物細節的同時，也引入了相對于感興趣目標來說更多的干擾信息。如道路上的車流和行人、兩側的植被等干擾因素會導致道路的散射特性不均勻，在圖像上會出現模糊、甚至道路被打斷、呈現出不連續狀態，因此，道路提取算法的魯棒性亟待提升。此外，正規道路的建設都有一定的科學依據，遵循一定的標準，不同道路的建設標準也不相同，如主干道為雙向多車道，而輔路則可能為單向或單車道，所以在道路提取之前需要弄清楚道路的特征，使得道路提取算法中的參數設計與之相匹配，克服由于參數失配帶來的虛假目標。……