Detecting buildings and roads from aerial images

Abstract

Tämän työn tavoitteena oli kehittää menetelmä, jolla voidaan havaita rakennukset ja tiet yksikanavaisesta korkeakuvauksen ilmakuvasta, jonka alueellinen erotuskyky on yksi metri. Kouvolan alueelta otettua ilmakuvaa käytettiin korvaamaan vastaavan erotuskyvyn satelliittikuvia, joita tulee kaupallisesti saataville vuoden 1999 lopussa. Jos rakennukset onnistutaan havaitsemaan kyllin hyvin, niiden perusteella voidaan arvioida esimerkiksi tutkittavan alueen asukasmäärän tai ostovoiman jakautumista. Havaittujen teiden perusteella voidaan selvittää asukkaiden mahdolliset liikkumisreitit.

Rakennusten havaitsemiseksi kokeiltiin neljää erilaista lähestymistapaa: maankäytön luokittelua, mallikuvien sovitustekniikkaa, alueenkasvatusmenetelmällä tapahtuvaa segmentointia ja rakennusten vastakkaisten reunojen havaitsemiseen perustuvaa menetelmää. Näistä viimeinen antoi parhaat tulokset. Kuvasta pystytään tällä menetelmällä paikallistamaan melko hyvin alueet, joilla on rakennuksia. Sen sijaan kaikkien rakennusten täsmällisiä sijainteja ja tyyppejä ei pystytä selvittämään.

Tien osat erotettiin ilmakuvasta gaussin funktion toiseen derivaattaan perustuvan viivasuotimen avulla. Tieverkko muodostettiin yhdistelemällä havaittujen tienosien vapaita päitä. Tiesegmentin kunkin pään eri yhdistämisvaihtoehdoista valittiin se, joka vastasi parhaiten teihin kuuluvien pikseleiden oletettua intensiteettiä, intensiteetin varianssia ja jonka viivasuotimen vaste oli kyllin suuri. Menetelmää sovellettiin erilaisilla alueilla. Tiheästi asutuilla alueilla koko tieverkon havaitseminen osoittautui vaikeaksi. mutta tärkeimmät taajamien väliset tiet onnistuttiin löytämään.