برداری‌سازی محور مرکزی راه در تصاویر بزرگ مقیاس با آنالیز چند‌معیاره توسط اپراتورهای میانگین‌گیر وزن‌دار ترتیبی در مدل گراف شبکۀ راه

فاطمه عامري, محمدجواد ولدان زوج, مهدي مختارزاده

چکیده


امروزه روشی متداول در ایجاد پایگاه دادۀ راه‌ها، استخراج آن‌ها از تصاویر رقومی هوایی و ماهواره‌ای است. با توجه به حجم بسیار دادههای شبکۀ راه و نیاز به بهنگام کردن آن‌ها با کمترین زمان و هزینۀ محاسباتی، اتوماسیون فرایند استخراج اطلاعات راه در حال تبدیل به یکی از ملزومات عصر جدید است. در تحقيق حاضر که بيشتر بر مرحلۀ برداري‌سازي راه تأکيد دارد، سيستمی هوشمند برای برداری‌سازی اتوماتیک نتایج کشف راه، با کمترین میزان دخالت عامل انسانی، طراحی شده است. سيستم طراحی‌شده دارای دو مرحلۀ اساسی تعیین نقاط کلیدی راه و برقراری اتصال بین آن‌ها است. نخست، با استفاده از تکنيک خوشه‌بندي بر مبنای الگوریتم انبوه ذرات نقاط اصلی نمايانگر محور مرکزی راه تعیین می‌شوند. سپس، با در نظر گرفتن مدل گراف وزن‌دار برای شبکۀ راه‌های تصویر، تعیین معیارهای هندسی مناسب و تلفیق این معیارها از سوی عملگرهای میانگین‌گیر وزن‌دار ترتیبی، هزینۀ هر اتصال محاسبه می‌شود. اتصالات دارای کمترین هزینه، به صورت قطعات نهایی راه در تشکیل شبکۀ برداری راه شرکت می‌کنند. نتایج حاصل از پیاده‌سازی روش پیشنهادی روی چندین تصویر بزرگ مقیاس ماهواره ای و مقایسۀ آن‌ها با نتایج الگوریتم درخت‌پوشای کمینه تأییدکنندۀ موفقیت روش پیشنهادی در استخراج شبکۀ راه با دقت و صحت بالا است. براساس نتایج ارزیابی، روش پیشنهادی قادر است شبکۀ راه‌های تصویر را با میانگین RMSE حدود 9/0 متر، میانگین completeness حدود 94% و میانگین correctness بیش از 95% برداری کند. در مجموع، الگوریتم پیشنهادی در برداری‌سازی راه‌های با اشکال مختلف شامل راه‌های مستقیم، راه‌های دارای انحنا، راه‌های با ضخامت‌های متفاوت، راه‌های موازی با فواصل متغیر، تقاطع و میدان موفقیت‌آمیز عمل کرده است. 

واژگان کلیدی


خوشه‌بندی، الگوریتم انبوه ذرات، برداری‌سازی راه، عملگر میانگین‌گیر وزن‌دار ترتیبی.

تمام متن:

PDF

منابع و مآخذ مقاله


خصالي الف، ولدان زوج، م.ج.، دهقاني، م.، مختارزاده، م.، 1392، مقايسة استخراج عارضۀ راه در مناطق شهري از تصاوير با حد تفكيك بالاي TerraSAR-X و آيكونوس با استفاده از اطلاعات بافت در الگوریتم‌های شبكۀ عصبي، سنجش از دور و GIS ایران، سال پنجم، شماره چهارم.

عامری، ف.، ولدان زوج، م.ج.، مختارزاده، م.، مبارکی، ع.م.، 1390، استخراج اشکال متفاوت راه از تصاویر ماهواره‌ای با قدرت تفکیک‌های مختلف مکانی، سنجش از دور و GIS ایران، سال سوم، شماره چهارم، صص. 18-1 .

محمدزاده، ع.، 1388، استخراج اتوماتيك راه‌هاي اصلي از تصاوير ماهواره‌اي رنگي بزرگ‌مقياس با استفاده از منطق فازي و توابع مورفولوژي، پایان نامه دکتری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی.

Clode, S., Rottensteiner, F., Kootsookos, P. & Zelniker, E., 2007, Detection and Vectorization of Roads from Lidar Data, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 73(5), 517-536.

Cornelis, C., Verbiest, N. & Jensen, J., 2010, Ordered Weighted Average Based Fuzzy Rough Sets, Proceedings of the 5th International Conference on Rough Sets and Knowledge Technology (RSKT 2010), p. 78 – 85.

Doucette, P., Agouris, P., Stefanidis, A. & Musavi, M., 2001, Self-Organised Clustering for Road Extraction in Classified Imagery, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing (55), 347-358.

Ferchichi, S. & Wang, S., 2005, Optimization of Cluster Coverage for Road Center-Line Extraction in High Resolution Satellite Images, Proceedings of the IEEE International Conference on Image Processing, pp. 201–204

Jelokhani-Niaraki, M. & Malczewski, J., 2014, A Group Multicriteria Spatial Decision Support System for Parking Site Selection Problem: A Case Study, Land Use Policy, (42) 492–508.

Kennedy, J., & Eberhart, R.C., 1997, A Discrete Binary Version of The Particle Swarm Algorithm, In Proceedings of the IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, pages 4104-4108, IEEE Press, Piscataway, NJ, 1997.

Omran, M.G., Engelbrecht, A.P. & Salman, A., 2006, A Dynamic Clustering Using Particle Swarm Optimization with Application in Image Classification, Pattern Analysis and Application. 332-344.

Malczewski, J., 1999, GIS and Multicriteria Decision Analysis, Wiley, New York.

Mena, J.B., 2002, Vectorización Automática de una Imagen Binaria Mediante K-Means Degeneración de la Triangulación de Delaunay, Revista de la Asociación Española de Teledetección 17, 21-29.

Mena, J.B., 2006, Automatic Vectorization of Segmented Road Networks by Geometrical and Topological Analysis of High Resolution Binary Images, Knowledge-Based Systems 19, 704–718.

Mohammadzadeh, A., Tavakoli, A. & ValadanZoej, M.J., 2006, Road Extraction Based on Fuzzy Logic and Mathematical Morphology from Pan-Sharpened Ikonos Images, Photogrammetric Record, 21(113): 44-60.

Mokhtarzade, M., ValadanZoej, M.J., Ebadi, H. & Sahebi, M.R., 2010, An Innovative Image Pace Clustering Technique for Automatic Road Network Vectorization, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, Vol. 76, No. 7, pp. 841–852.

Shanmugam, L. & Kaliaperumal, V., 2015, Water Flow Based Geometric Active Deformable Model for Road Network, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, (102) 140–147.

Stillwell, W.G., Seaver, D.A. & Edwards, W., 1981, A Comparison of Weight Approximation Techniques in Multi-Attribute Utility Decision Making, Organ. Behav. Hum.Perform. 28 (1): 62–77.

Wiedemann, C., 2003, External Evaluation of Road Networks, ISPRS Archives, Vol. XXXIV, Part 3/W8, Munich, 17.-19.

Yager, R.R., 1988, On Ordered Weighted Averaging Aggregation Operators in Multicriteria Decision making, IEEE Trans. Syst. Man Cybern. Syst. Hum. 18 (1), 183–190.

Yager, R.R., 1997, On the Inclusion of Importances in OWA Aggregations, In: Yager, R.R., J. Kacprzyk, (Eds.), The Ordered Weighted Averaging Operators, Kluwer Academic Publishers, Boston, pp. 41–59.


ارجاعات

  • در حال حاضر ارجاعی نیست.