[发明专利]一种航空图像道路提取方法及设备

说明书

本发明公开了一种航空图像道路提取方法及设备，本发明通过在道路提取模型中对原始航空图像以及GPS热度图进行局部信息提取，将提取到的航空图像局部信息和所述GPS热度图局部信息进行融合，得到航空图像特征图以及GPS热度特征图，基于航空图像特征图以及GPS热度特征图，得到所述航空图像的道路提取结果。本发明通过将航空图像局部信息和GPS热度图局部信息进行融合，从而极大地提高了道路提取效果；航空图像中的遮挡问题以及铁路和道路的混淆问题，可以通过GPS轨迹很好地解决，而GPS轨迹数据中的偏移问题，噪声问题又能够通过航空图像信息来得到缓解，从而使得道路的提取结果准确率高，鲁棒性强。

技术领域

本发明涉及图像提取领域，尤其涉及一种航空图像道路提取方法及设备。

背景技术

道路是城市的重要组成部分，是货物和客运运输的基础设施。准确的道路地图对于基于位置的服务和交通规划至关重要。从地理调查中提取的传统地图由于成本高而不能经常更新，因此在一些快速增长地区很容易过时。作为地图建设的一个性价比不错的备用方案,从空中图像自动提取城市道路最近吸引了广泛的学术和工业研究。

实际上，针对从航空图像中提取城市道路这个问题，提出了很多的方法。早期的方法通过手工特征提取(如纹理和轮廓等)，并应用传统机器学习方法(如支持向量机，马尔可夫随机场)来进行道路的提取。近年来，随着深度学习的发展，基于图像分割的方法取得了不错的效果。但是这些方法存在着一些严重的问题。首先，根据航空图像的拍摄角度以及当地的植被状况，道路可能会被树木或者建筑物所遮挡，导致难以将道路提取出来。第二，铁路与道路在航空图像中有着极其相似的特征，传统的深度学习方法很难将这两种不同的道路类型分开来。第三，拍摄图像时的天气条件可能比较差，导致航空图像被云层遮挡，从而难以直接从图像中提取道路。

为了解决这些问题，有人提出了航空图像信息结合车辆GPS轨迹信息来进行道路提取。因为有车辆经过的地方必然意味着这里存在道路。然而这种方法也有一些固有的缺点。第一，GPS轨迹数据可能存在着误差，比如采取到的GPS轨迹偏离了实际的道路。第二，类似停车场的区域会导致大量的GPS噪声。第三，现有的结合额外信息的方法都是直接将两种数据拼接起来，这样的结合方法效果并不是很好。

传统的仅使用航空图像的方法因为遮挡问题和不同道路特征相近的问题，在进行道路提取的时候存在着很大的误差，鲁棒性很差。结合GPS轨迹的方法由于GPS轨迹采取时的误差和噪声，以及简单粗暴的结合方式，并没能特别有效地提高道路提取的效果。

综上所述，现有技术中将航空图像信息和车辆GPS轨迹信息相结合来进行道路提取的方法，存在着提取误差大，鲁棒性差的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种航空图像道路提取方法及设备，本发明能够精确地提取出航空图像中的道路信息，并且在道路提取过程中不受航空图像中云层的干扰，鲁棒性强。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种航空图像道路提取方法，包括以下步骤：

获取原始航空图像以及与所述原始航空图像相对应的GPS热度图；

将所述原始航空图像以及所述GPS热度图输入到预先设置好的道路提取模型中，以使所述道路提取模型从所述原始航空图像中提取出航空图像局部信息，从所述GPS热度图中提取出GPS热度图局部信息，并对所述航空图像局部信息和所述GPS热度图局部信息进行融合，得到航空图像特征图以及GPS热度特征图，基于所述航空图像特征图以及所述GPS热度特征图，得到所述航空图像的道路提取结果。

优选的，获取与所述原始航空图像相对应的GPS热度图的具体过程为：

获取所述原始航空图像所对应的地区区域内的车辆GPS轨迹图；

基于所述原始航空图像以及所述车辆GPS轨迹图，得到与所述原始航空图像相对应的GPS热度图。