شناسایی و استخراج اتوماتیک راه از تصاویر چندطیفی با استفاده از تلفیق روشی شی¬گرا و سلسله مراتبی

چکیده مقاله

شناسایی و استخراج راه یکی از موضوعات مهم در زمینه فتوگرامتری و سنجش از دور و ماشین بینایی می­باشد. تحقیقات بسیار زیادی در این خصوص بر مبنای تصاویر چندطیفی انجام شده که عمدتا نتایج نسبتا خوبی نیز به دست آمده است. در این مقاله، یک روش اتوماتیک و شی­گرای سلسله مراتبی جهت شناسایی و استخراج عارضه راه در مناطق شهری پیشنهاد داده شده است. روش پیشنهادی این تحقیق مبتنی بر روش قطعه بندی شیفت میانگین[1] و مدل رنگی HSI [2] برای شناسایی عارضه راه است. ابتدا از تصویر چندطیفی قطعه­بندی شده، شاخصهای طیفی NDVI [3]و NDWI [4]ایجاد شده، همچنین تصویر قطعه­بندی شده فوق به فضای رنگی HSI انتقال یافت. در ادامه به کمک محصول رنگ و شاخصهای طیفی NDVI و NDWI و باند مادون قرمز نزدیک[5] راه­های اولیه شناسایی شدند. سپس با تکنیک برداری سازی مبتنی بر دیاگرام ورونی[6] محور راه­ها استخراج شد. پس از استخراج محور راه­های اولیه، بر اساس قواعد توپولوژیکی قطعات زائد متصل به راه حذف گردیدند. به منظور آزمون روش پیشنهادی، از تصویر ماهواره­ای چندطیفی محدوده Moonah کشور استرالیا که توسط انجمن بین­المللی فتوگرامتری و سنجش از دور (ISPRS) ارائه شده، استفاده گردید. طبق نتایج ارزیابی، پارامترهای کامل بودن، صحت، کیفیت و F₁Measure روش پیشنهادی به طور میانگین عبارتند از: 98%، 85%، 84% و 91% برآورد شده است. علاوه بر این، نتایج روش پیشنهادی با نتایج پنج روش از روشهای برجسته موجود در استخراج راه، مورد قیاس قرار گرفت. نتایج حاصل از ارزیابی نشان می­دهد که روش پیشنهادی در شناسایی و استخراج راه­ها بر مبنای تصاویر چندطیفی ماهواره­ای با قدرت تفکیک مکانی بالا، از قابلیت بسیار خوبی در مناطق شهری برخوردار است. [1]