Ανάπτυξη αλγορίθμου Line Segment Detector στη βιβλιοθήκη ελεύθερου λογισμικού Orfeo Toolbox

Abstract

Τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον των γεωεπιστημόνων έχει στραφεί σε αναζήτηση τεχνι‐ κών, οι οποίες θα αυτοματοποιήσουν τη διαδικασία χαρτογράφησης αστικών περιοχών. Δορυφορικά δεδομένα από δέκτες υψηλής χωρικής ανάλυσης αποτελούν πολύτιμο εργα‐ λείο στην προαναφερθείσα διαδικασία, καθώς τα συγκεκριμένα δίνουν τη δυνατότητα εκ‐ μετάλλευσης τόσο χωρικής όσο και φασματικής πληροφορίας των εικονιζόμενων αντικει‐ μένων. Στο παρελθόν, το πρόβλημα της ανίχνευσης ακμών στις αστικές περιοχές αντιμετω‐ πιζόταν συνήθως με τη χρήση του αλγορίθμου Canny και αυτό των γραμμών μέσω του με‐ τασχηματισμού Hough. Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της αποτελεσματικότητας ενός νέου αλγορίθμου ανίχνευσης ευθυγράμμων τμημάτων του Line Segment Detector στη διαδικασία αποτύπωσης του αστικού περιβάλλοντος μέσω τη‐ λεπισκοπικών δεδομένων. Οι δημιουργοί του Line Segment Detector ανέπτυξαν αλγόριθμο, ο οποίος δίνει γρήγορα, ακριβή αποτελέσματα και επιπλέον δεν απαιτεί από το χρήστη ρύθμιση παραμέτρων. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, ο προαναφερθείς αλγόριθμος εφαρμόστηκε σε εικό‐ νες υψηλής ευκρίνειας, οι οποίες προέρχονται από τους δορυφόρους Pleiades. Συγκεκριμέ‐ να, πραγματοποιήθηκε ανίχνευση ευθύγραμμων τμημάτων στις εικόνες στην αρχική τους μορφή, καθώς επίσης έπειτα από εφαρμογή σε αυτές διάφορων τεχνικών προεπεξεργασί‐ ας. Στόχος των δοκιμών αυτών ήταν η εύρεση της τεχνικής εκείνης, η οποία θα δώσει τα βέλτιστα δυνατά αποτελέσματα του αλγορίθμου, σε ό,τι αφορά εφαρμογές χαρτογράφησης αστικού περιβάλλοντος. Τα συμπεράσματα, τα οποία αντλήθηκαν μέσω της παραπάνω δι‐ αδικασίας χρησιμοποιήθηκαν για τη δόμηση προτεινόμενου εκτελέσιμου αρχείου.

In recent years the interest of geoscientists has turned in search of techniques, which will automate the process of mapping urban areas. High resolution multispectral images are a valuable tool in the aforementioned process, as these give both spatial and spectral information of the depicted objects. In the past, the problem of edge detection in urban areas was usually treated by using the Canny algorithm and the problem of line detection was carried out by the Hough transformation. The aim of this thesis was to investigate the effectiveness of the Line Segment Detector algorithm, through the process of urban environment mapping through remote sensing data. The creators of the Line Segment Detector developed an algorithm that gives fast, accurate results and in addition does not require user configuration. In the present work, the above algorithm was applied to high‐resolution images, derived from Pleiades. Specifically, line segment detection was performed on the original images, as well as on properly preprocessed images. The purpose of these tests was to find the technique which will give the best results of the algorithm for urban environment mapping. The conclusions which were drawn through the above procedure were used to construct the proposed executable file.