本發(fā)明涉及橋梁監(jiān)測(cè)，具體涉及一種基于dem數(shù)據(jù)的高速公路橋梁提取方法。

背景技術(shù)：

1、橋梁是重要的人工建筑之一，橋梁目標(biāo)的檢測(cè)和識(shí)別對(duì)于全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取、地圖更新及橋梁建設(shè)輔助監(jiān)管都有重要的意義。由于道路橋梁周圍環(huán)境復(fù)雜，建筑、植被、道路綠化及光線照射生成的橋梁自身陰影對(duì)橋梁提取帶來一定困難。目前已有的橋梁識(shí)別算法橋梁提取算法的研究工作大量集中于基于影像的提取，且大部分大都是針對(duì)水上橋梁目標(biāo)進(jìn)行的，基本思路是先提取出河流水體，然后再根據(jù)河流與橋梁的位置關(guān)系檢測(cè)橋梁。然而，已有的橋梁檢測(cè)方法依賴于河流提取，很難實(shí)現(xiàn)陸上橋梁檢測(cè)。因?yàn)殛懮蠘蛄合路降谋尘安辉偈呛恿?，而是陸地，其散射特性、形狀分布與河流不同，不能采用傳統(tǒng)的水體提取方法來檢測(cè)陸地背景，進(jìn)而無法利用橋梁的位置先驗(yàn)知識(shí)定位橋梁。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出一種基于dem數(shù)據(jù)的高速公路橋梁提取的方法，dem數(shù)據(jù)可以提供地形的高程信息與地表的立體信息，能夠精確地反映地表的起伏和坡度，同時(shí)由于橋梁點(diǎn)高于周圍地面點(diǎn)且橋面兩端的腳點(diǎn)與地面點(diǎn)平滑相連，相結(jié)合可有效用于識(shí)別并提取高速公路橋梁輪廓。

2、一種基于dem數(shù)據(jù)的高速公路橋梁提取方法，包括以下步驟：

3、s1，利用高速公路道路中心線向外擴(kuò)展一定距離的區(qū)域建立緩沖區(qū)，與配準(zhǔn)的dem進(jìn)行邏輯與處理獲得高速公路的dem區(qū)域；

4、s2，對(duì)高速公路的dem區(qū)域進(jìn)行坡度分析，并結(jié)合橋梁長(zhǎng)、邊、高于地面的特征，通過坡度閾值判斷是否是橋梁區(qū)域；

5、s3，結(jié)合橋梁短邊與地面相連的特征，采用光滑性閾值提取出橋梁的短邊，以橋梁短邊與中心線進(jìn)行求交運(yùn)算，提取出橋梁。

6、優(yōu)選的，所述步驟s1包括：

7、s1-1、以高速公路的道路中心線為基礎(chǔ)，1.5倍的道路寬度為緩沖距離生成道路中心線的緩沖區(qū)road_buffer1；

8、s1-2、以道路寬度為緩沖距離生成道路中心線的緩沖區(qū)road_buffer2；

9、s1-3、將緩沖區(qū)road_buffer1與高分辨率dem數(shù)據(jù)進(jìn)行裁剪處理，生成高速公路的dem區(qū)域road_dem1。

10、優(yōu)選的，所述步驟s2包括：

11、s2-1、對(duì)高速公路的dem區(qū)域road_dem進(jìn)行坡度分析，生成高速公路的dem區(qū)域road_dem1的坡度；

12、s2-2、設(shè)置坡度閾值，根據(jù)坡度閾值判斷是否是橋梁，提取出超過坡度閾值的區(qū)域d_area；

13、s2-3、將d_area與road_buffer2進(jìn)行求交運(yùn)算，提取出高速公路的橋梁區(qū)域d_bridge。

14、優(yōu)選的，所述步驟s3包括：

15、s3-1、通過計(jì)算橋梁區(qū)域d_bridge內(nèi)的光滑性來判斷是否是橋梁的短邊，用dem中每個(gè)點(diǎn)的20鄰域點(diǎn)擬合平面,?實(shí)際值與擬合值的殘差標(biāo)準(zhǔn)差即為點(diǎn)的光滑性；

16、s3-2、設(shè)定光滑性閾值，低于閾值的點(diǎn)即為橋梁短邊上的點(diǎn)，通過最小二乘擬合生成橋梁的短邊矢量線；

17、s3-3、將提取出橋梁的短邊矢量線與高速公路的道路中心線求交點(diǎn)，以交點(diǎn)對(duì)道路中心線進(jìn)行截?cái)啵刺崛〕龈咚俟飞系臉蛄骸?/p>

技術(shù)特征：

1.一種基于dem數(shù)據(jù)的高速公路橋梁提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dem數(shù)據(jù)的高速公路橋梁提取方法，其特征在于，所述步驟s1包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dem數(shù)據(jù)的高速公路橋梁提取方法，其特征在于，所述步驟s2包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于dem數(shù)據(jù)的高速公路橋梁提取方法，其特征在于，所述步驟s3包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于DEM數(shù)據(jù)的高速公路橋梁提取方法，包括步驟：S1.利用高速公路道路中心線向外擴(kuò)展一定距離的區(qū)域建立緩沖區(qū),與配準(zhǔn)的DEM進(jìn)行邏輯“與”處理可獲得高速公路的DEM區(qū)域。S2.對(duì)高速公路的DEM區(qū)域進(jìn)行坡度分析，并結(jié)合橋梁長(zhǎng)邊高于地面的特征，通過坡度閾值判斷是否是橋梁區(qū)域；S3.結(jié)合橋梁短邊與地面相連的特征，采用光滑性閾值提取出橋梁的短邊，以橋梁短邊與中心線進(jìn)行求交運(yùn)算，提取出橋梁。本發(fā)明通過結(jié)合DEM數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)與橋梁特征，可實(shí)現(xiàn)高速公路上橋梁的快速提取。

技術(shù)研發(fā)人員：孫立周,楊睿之,李靖博,羅浩洋,楊洋,王禎國(guó),郝艷軍,高浩,李凱鑫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山西省智慧交通研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6