ارائه¬ی یک ساختار احتمالاتی برای تشخیص ساختمان¬ها در تصاویر هوایی و ماهواره¬ای

سعید طلعتی¹ صابر شربتی² کریم سلطانی³ جلیل مظلوم⁴ سید عباس موسوی⁵ حسین بهزادی مقدم⁶ بهرنگ هادیان⁷

1) دانشجوی کارشناسی ارشد مخابرات رمز دانشگاه هوایی شهید ستاری
2) دانشجوی کارشناسی ارشد اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور
3) عضو هیئت علمی و استاد تمام دانشگاه ساری
4) عضو هیئت علمی و استادیار دانشگاه هوایی شهید ستاری
5) دانشجوی کارشناسی مخابرات دانشگاه هوایی شهید ستاری
6) دانشجوی کارشناسی جنگال دانشگاه هوایی شهید ستاری
7) دانشجوی دکتری الکترونیک دانشگاه شهید بهشتی

محل انتشار : دومین کنفرانس بین المللی مهندسی و علوم کاربردی(2iceasconf.com)
چکیده :
تشخیص ساختمان¬ها در تصاویر هوایی با رزولوشن بالا و تصاویر ماهواره¬ای در تهیه¬ی نقشه¬ها و آنالیز شرایط زمین بسیار پرکاربرد است. اگرچه تشخیص محل ساختمان¬ها در این تصاویر به‌صورت دستی نیز امکان¬پذیر است، اما این عملیات بسیار زمان¬بر بوده و قابل‌اتکا نیست؛ بنابراین به سامانه‌هایی نیاز داریم که بتوانند محل ساختمان¬ها را در تصاویر هوایی با رزولوشن بالا و تصاویر ماهواره¬ای تشخیص دهد. متأسفانه این سامانه‌ها با مشکلات مهمی روبه¬رو می¬شوند. اولین مسئله این است که ساختمان¬ها، مشخصات مختلفی دارند که در نمونه‌های مختلف یکسان نیستند. به‌طور مثال در اکثر موارد، ویژگی¬های ظاهری آن¬ها ازجمله اشراق، زاویه دید و ... کنترل نشده است. دومین مشکل، تراکم و پیچیدگی ساختمان¬ها در مناطق شهری است که جدا کردن ساختمان¬ها از هم را مشکل می¬سازد. مسئله¬ی اصلی، تشخیص ساختمان¬ها با دقت بالا در تمامی شرایط و به‌صورت خودکار است تا بتوانیم این روش را در کاربردها با دقت بالا مورد استفاده قرار دهیم. روش ارائه¬شده در این طرح بسیار کاربردی و به‌روز بوده و می‌تواند در تهیه‌ی نقشه¬ها و مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله، با استفاده از بردارهای ویژگی محلی و ساختار احتمالاتی یک روش برای تشخیص ساختمان ارائه شده است. ابتدا چهار روش استخراج بردار ویژگی محلی مختلف معرفی شده و بردارهای ویژگی محلی استخراج‌شده به‌عنوان مشاهدات تابع توزیع احتمال تخمین¬زده¬شده استفاده می¬شوند. به‌عبارت‌دیگر محل ساختمان¬ها در تصویر به‌عنوان متغیرهای تصادفی توأم، نمایش داده شده و تابع توزیع احتمال آن‌ها تخمین زده می¬شود. سپس با استفاده از مودهای تابع چگالی تخمین¬زده-شده، محل ساختمان¬ها در تصویر مشخص می¬شود. همچنین برای ترکیب اطلاعات به¬دست¬آمده از چهار بردار ویژگی محلی، دو روش ادغام داده¬ها و ادغام تصمیم¬گیری نیز معرفی می¬شود. درنهایت برای اثبات کارایی روش ارائه¬شده در تشخیص خودکار ساختمان در تصاویر هوایی و ماهواره¬ای، تکه¬های خاصی از تصویر تمام‌رنگ هوایی و ماهواره¬ی Ikonos ارزیابی شده¬اند. تصاویر مورد آزمایش توسط حس‌گرهای مختلف گرفته شده و رزولوشن‌های فضایی مختلفی دارند. همچنین، ساختمان¬ها در این تصاویر مشخصه¬های مختلفی دارند، بنابراین می¬توانیم رویکرد ارائه‌شده را روی مجموعه اطلاعات واگرا آزمایش کنیم. نتایج آورده¬شده از بررسی کارایی رویکرد ارائه¬شده بیانگر این هستند که روش معرفی¬شده می¬تواند به‌صورت خودکار ساختمان¬ها را با سرعت و مقاومت بالا در تصاویر هوایی و ماهواره¬ای Ikonos تشخیص دهد.
کلمات کلیدی : واژگان کلیدی: سنجش از دور مخابرات ماهواره ای تصاویر هوایی تصاویر ماهواره ای