استخراج مرز ساختمان ها در نواحی شهری از تصویربرداری ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا

به علّت دسترسی فراگیر به تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا، استخراج عوارض ساخته دست بشر مانند راه ها، و ساختمان ها، یک موضوع مورد علاقه برای جوامع سنجش از دور و فتوگرامتری شده است. استخراج دو بعدی ساختمان ها در یک ناحیه شهری متراکم، به علّت پیچیدگی شکل ها، بافت ها، و زمینه ها، یک مسئله پیچیده می باشد. محقّقان اغلب سعی کرده اند روش های خود را در برخی از نواحی مطالعاتی بیازمایند که فاقد پیچیدگی بالا و تغییرات بالای ساختمانی در نواحی شهری می باشند. به منظور غلبه بر این مشکل، این پایان نامه چندین پارامتر را معرّفی می کند، که می توانند ساختمان ها را نسبت به عوارض شبه ساختمان و غیر ساختمان دیگر متمایز کند. به علاوه، این پارامتر ها با شرایط عمومی در نواحی شهری سازگار می باشد. الگوریتم پیشنهادی، ترکیبی از دو مرحله می باشد: استخراج ساختمان، و استخراج مرز. اجزای اصلی استخراج ساختمان عبارتند از: 1) باینری کردن تصویر ، 2) تفکیک ناحیه و فیلترینگ ، 3) تولید نقطه اوّلیه ، و 4) رشد ناحیه. در فرآیند باینری کردن تصویر، نواحی شبه ساختمان تقریباً از نواحی غیر ساختمان توسّط روش خوشه بندی k-means جدا می شوند. لایه نیمه ساختمان مشتمل بر نواحی ساختمانی و نواحی غیر ساختمان، با استفاده از یک عملگر closing بهبود می یابد. به منظور برداشتن نواحی شبه ساختمان کوچک، مرحله تفکیک ناحیه و فیلترینگ، مشتمل بر روش خوشه بندی fuzzy c-means، برچسب گذاری اجزای به هم پیوسته ، و آستانه گذاری منفرد ، به کار گرفته می شود. در نهایت، برای تکمیل نواحی ساختمانی، تولید نقطه اوّلیه و رشد ناحیه استفاده می شود. اجزای اصلی استخراج مرز عبارتند از: 1) پر کردن حفره ها، و 2) شناسایی مرز. برخی از قسمت های داخلی نواحی ساختمانی، در فرآیند استخراج ساختمان به عنوان نواحی غیر ساختمان شناسایی شده اند. به منظور استخراج مرز خارجی ساختمان ها، این قسمت ها توسّط یک عملگر filling پر می شود. در مرحله شناسایی مرز، یک عملگر canny استفاده می شود تا مرز خارجی ساختمان ها را استخراج کند. این روش برای دو ناحیه مطالعاتی ارزیابی شد: 1) یک ناحیه متراکم شهری از تهران، جمهوری اسلامی ایران، 2) یک ناحیه نیمه شهری و شهری در بخش هانگشان از ووهان، جمهوری خلق چین. تصویر برداری ماهواره ای با قدرت تفکیک بالای geoeye در این نواحی مطالعاتی استفاده شد. ارزیابی دقّت کمّی نشان داد که 79% از نواحی ساختمانی و 74% از نواحی غیر ساختمان در موقعیت تهران با درصد کیفیت 67% استخراج شده است.