摘 要

道路提取是遥感影像的一个常见应用，可用于快速生成地图、更新电子地图、为影像配准提供参考等，在城市规划等部门有着广泛的需求，使得我们能在遥感影像图上更快地获取有用的信息，为城市规划与道路网络作出了巨大的贡献。

本文先对数字图像处理的基本概念进行了学习，了解了其相关知识，对图像处理的知识有了大致了解，在对道路提取的基本知识进行了解。然后再对OTB^[1]这款开源软件进行学习，了解软件的组织架构和其相关的文档。再结合实例中的程序学习道路提取的相关算法，并在基本的算法上对延伸的算法进行大致的了解。然后就是根据指导搭建编程环境，其中要学习相关软件的使用方法。搭建好环境后在eclipse中编译程序，生成结果。

后续的工作就是对输入参数的处理，其中关于像素四通道值需要我们根据具体的图像从其中读取出来。我们可以用monteverdi打开图像，选取参考点，从而读出像素值，也可以从matlab中读出其值。其他输入参数都有典型值，根据其典型值进行数据输入。我们可以改变参数值或参考点看提取的图像效果与变化，不同的参考点提取的图片效果会有所不同。

在如何使道路提取的效果更好的问题上，现如今学者根据算法正在努力的研究，相信未来能取得很好的成功，使道路提取这项技术更好的服务于我们。

关键词：道路提取 OTB 图像处理 像素

Abstract

Remote Sensing technology is huge useful ,and is the key part to provide people with essential information about the Earth’s multi-dimensional dynamic .Road extraction is a common application of remote sensing images can be used to quickly generate a map, updating electronic maps and providing a reference for image registration, etc., in the urban planning department which has a wide range of needs, so that we can quickly get on the remote sensing image useful information for urban planning and road network to make a great contribution.

In this paper, the basic concepts of digital image processing was first learning to understand their knowledge, knowledge of image processing have a general understanding, the basic knowledge to understand road extraction. Then OTB on the open-source software to learn to understand the organizational structure of the software and its related documentation.Combined with examples of learning procedures related to road extraction algorithm, and the algorithm extends the basic algorithm to be general understanding. Then build a programming environment is based on the guidance in which to learn the use of relevant software. Build a good environment after the eclipse compiler to generate results.

Follow-up work is processing the input parameters, which on four-channel pixel values from which we need to read, depending on the image. We can open monteverdi image, select the reference point, to read out pixel values can also be read in its value from matlab. Other input parameters have typical values for data input according to its typical values. We can change the parameter value or the reference point to see the effect of the extracted image and change, different reference points extracted image effect will vary.

On how to make a better way to extract the problem now is trying to scholars, according to the algorithm, I believe the future can be achieved very good success, so this road extraction technology to better serve us.

Keywords: road extraction OTB image processing pixel

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1研究意义与背景 1

1.2 国内外研究现状 3

1.3 课题研究内容 3

1.4 论文组织结构 4

第2章 道路提取及算法 5

2.1 数字图像处理介绍 5

2.1.1 背景介绍 5

2.1.2 基本概念 5

2.1.3 应用领域 5

2.1.4 基础知识 6

2.2 道路提取 6

2.2.1 道路的概念 6

2.2.2 道路特征提取 6

2.3 算法介绍 9

2.3.1 道路检测 9

2.3.2 矢量化 11

第3章 OTB介绍 14

3.1 OTB背景 14

3.2 ITK介绍 14

3.3 OTB软件结构 15

3.4 OTB应用 15

第4章 搭建环境 17

4.1 软件与资源 17

4.1.1 CMake 17

4.1.2 eclipse 17

4.1.3 其他软件及资源 18

4.2 在windows下建立OTB 18

4.2.1 软件安装 18

4.2.2 建立工程 20

第5章结果实现 26

5.1 输入参数 26

5.2 生成结果 26

5.3 结果总结 28

5.4 研究展望 29

总结与展望 31

参考文献 33

附录 34

致谢 48

第1章 绪论

1.1研究意义与背景

随着科学技术的不断发展，近些年来以计算机科学技术为核心的电子学技术，光学技术，空间技术使用越加广泛，在此基础上使得遥感影像技术得到了飞速发展。遥感影像技术作用巨大，是向人们提供地球多维动态信息必不可少的关键部分。如图1.1所示，展示了不同的遥感卫星。

图1.1 遥感卫星示例

遥感影像的简单工作概况可以归纳为：地球上各种高空或空间平台上的传感器与探测器对地球的表面的各种反射波与红外线线辐射进行收集与探索，然后经过信号处理，分析计算得到的信号源，再计算出结果，从而可以对地球表面进行多方位的实时监控，实现信息的多维动态处理。其中,在侦察飞机探测技术，雷达成像技术，空间望远镜成像技术等方面遥感影像技术都提供了巨大的帮助，也促进了其快速发展。但换句话来说，遥感影像技术的发展也同样离不开其他工作平台的支持。

遥感影像技术根据其遥感仪器的波普性质可分为：电磁波应用的遥感技术和声纳应用的遥感技术等。其中电磁波遥感技术是利用物体发射和反射的各种特性的电磁波进行遥感的。其可以分为微波、红外、可见光等类别的遥感技术。非图像技术与图像技术是按照遥感影像技术记录信息时具体的表现形式来划分的。遥感影像技术的应用领域非常的繁多，其中主要的有应用于军事侦察技术成像，能使得部队快速获得战场信息，对打赢局部信息化战争起着至关重要的作用。还有就是应用于地球环境资源监测，能让人们对地球的环境与资源有着全方面的掌控。还有就是应用于气象预报，能快速的生成气象卫星图，是使人们知道某个地方的具体气象情况，对恶劣的天气能提供及时的预报。遥感影像技术划分类型颇多，在此就不一一举例说明了。

遥感影像具有视域广阔，监测范围大，动态监测，实时传输等特点。利用其优点可应用于军事侦察，海上交通和海上渔业，城市道路提取，灾害监测，环境监测，工程设计及规划等。