利用深度学习和后处理 Douglas-Peucker 算法从正射影像图中提取城市地区的道路网络

Geoid Pub Date : 2024-07-18 DOI:10.12962/geoid.v19i2.1127
Alfian Bimanjaya, Hepi Hapsari Handayani, Reza Fuad Rachmadi
{"title":"利用深度学习和后处理 Douglas-Peucker 算法从正射影像图中提取城市地区的道路网络","authors":"Alfian Bimanjaya, Hepi Hapsari Handayani, Reza Fuad Rachmadi","doi":"10.12962/geoid.v19i2.1127","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Peta dasar skala besar sangat dibutuhkan oleh kota besar/metropolitan seperti Kota Surabaya untuk perencanaan kota dan menunjang pembangunan kota cerdas. Beberapa informasi utama yang paling dibutuhkan dari peta skala besar adalah fitur bangunan dan jaringan jalan. Ekstraksi jaringan jalan merupakan pekerjaan yang menantang karena banyak alasan, termasuk sifat heterogen dari geometri dan spektral, kompleksitas objek yang sulit dimodelkan, dan data sensor yang kurang baik. Intepretasi yang dilakukan oleh operator secara visual masih merupakan pendekatan yang umum digunakan untuk ekstraksi informasi dari orthophoto. Akurasi intepretasi yang dihasilkan tergantung pada keterampilan dan pengalaman dari operator. Sehingga, dapat terjadi inkonsistensi pada data yang dihasilkan oleh operator yang berbeda. Beberapa tahun terakhir ini, ekstraksi otomatis jalan dari orthophoto maupun CSRT menjadi isu penelitian penting dan menantang yang mendapat perhatian lebih besar. Dalam penelitian ini, penulis menerapkan metode deteksi objek berbasis Mask Region-based Convolutional Neural Network (Mask R-CNN) untuk ekstraksi jaringan jalan memanfaatkan orthophoto dan DSM LiDAR di daerah urban Kota Surabaya. Beberapa strategi dirancang dan digabungkan dengan model deteksi objek berbasis Mask R-CNN, termasuk post-processing yang terdiri dari regularisasi poligon algoritma Douglass-Peucker, remove overlap, fill gap, dan penghalusan poligon. Metode yang penulis terapkan menghasilkan kinerja yang cukup baik untuk ekstraksi jalan menghasilkan nilai presisi 90,28%; kelengkapan (recall) 85,85%; skor-F1 88,01%; dan IoU 78,59%; serta overall accuracy 95,25 % dan nilai kappa 90,5%.","PeriodicalId":30776,"journal":{"name":"Geoid","volume":" 16","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-07-18","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Penggunaan Deep Learning dan Post-Processing Algoritma Douglas-Peucker untuk Ekstraksi Jaringan Jalan pada Area Urban dari Orthophoto\",\"authors\":\"Alfian Bimanjaya, Hepi Hapsari Handayani, Reza Fuad Rachmadi\",\"doi\":\"10.12962/geoid.v19i2.1127\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Peta dasar skala besar sangat dibutuhkan oleh kota besar/metropolitan seperti Kota Surabaya untuk perencanaan kota dan menunjang pembangunan kota cerdas. Beberapa informasi utama yang paling dibutuhkan dari peta skala besar adalah fitur bangunan dan jaringan jalan. Ekstraksi jaringan jalan merupakan pekerjaan yang menantang karena banyak alasan, termasuk sifat heterogen dari geometri dan spektral, kompleksitas objek yang sulit dimodelkan, dan data sensor yang kurang baik. Intepretasi yang dilakukan oleh operator secara visual masih merupakan pendekatan yang umum digunakan untuk ekstraksi informasi dari orthophoto. Akurasi intepretasi yang dihasilkan tergantung pada keterampilan dan pengalaman dari operator. Sehingga, dapat terjadi inkonsistensi pada data yang dihasilkan oleh operator yang berbeda. Beberapa tahun terakhir ini, ekstraksi otomatis jalan dari orthophoto maupun CSRT menjadi isu penelitian penting dan menantang yang mendapat perhatian lebih besar. Dalam penelitian ini, penulis menerapkan metode deteksi objek berbasis Mask Region-based Convolutional Neural Network (Mask R-CNN) untuk ekstraksi jaringan jalan memanfaatkan orthophoto dan DSM LiDAR di daerah urban Kota Surabaya. Beberapa strategi dirancang dan digabungkan dengan model deteksi objek berbasis Mask R-CNN, termasuk post-processing yang terdiri dari regularisasi poligon algoritma Douglass-Peucker, remove overlap, fill gap, dan penghalusan poligon. Metode yang penulis terapkan menghasilkan kinerja yang cukup baik untuk ekstraksi jalan menghasilkan nilai presisi 90,28%; kelengkapan (recall) 85,85%; skor-F1 88,01%; dan IoU 78,59%; serta overall accuracy 95,25 % dan nilai kappa 90,5%.\",\"PeriodicalId\":30776,\"journal\":{\"name\":\"Geoid\",\"volume\":\" 16\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2024-07-18\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Geoid\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.12962/geoid.v19i2.1127\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Geoid","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.12962/geoid.v19i2.1127","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

泗水市等大型/大都市需要大比例尺基础地图来进行城市规划和智慧城市开发。大比例尺地图最需要的一些关键信息是建筑物特征和道路网络。道路网络提取是一项具有挑战性的任务,原因有很多,包括几何和光谱特征的异质性、难以建模的对象的复杂性以及传感器数据的贫乏。目视操作员判读仍是从正射影像图中提取信息的常用方法。判读结果的准确性取决于操作员的技能和经验。因此,不同操作员生成的数据可能存在不一致。近年来,从正射影像图和 CSRT 中自动提取道路信息已成为一个重要且具有挑战性的研究课题,受到越来越多的关注。在这项研究中,作者利用泗水市城区的正射影像和 DSM LiDAR,采用基于掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN)的对象检测方法进行道路网络提取。作者设计了几种策略,并将其与基于 Mask R-CNN 的目标检测模型相结合,其中包括由 Douglass-Peucker 算法多边形正则化、去除重叠、填充间隙和多边形平滑组成的后处理。作者的方法在道路提取方面表现出色,精确度为 90.28%;完整度(召回率)为 85.85%;F1 分数为 88.01%;IoU 为 78.59%;总体准确度为 95.25%,卡帕值为 90.5%。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Penggunaan Deep Learning dan Post-Processing Algoritma Douglas-Peucker untuk Ekstraksi Jaringan Jalan pada Area Urban dari Orthophoto
Peta dasar skala besar sangat dibutuhkan oleh kota besar/metropolitan seperti Kota Surabaya untuk perencanaan kota dan menunjang pembangunan kota cerdas. Beberapa informasi utama yang paling dibutuhkan dari peta skala besar adalah fitur bangunan dan jaringan jalan. Ekstraksi jaringan jalan merupakan pekerjaan yang menantang karena banyak alasan, termasuk sifat heterogen dari geometri dan spektral, kompleksitas objek yang sulit dimodelkan, dan data sensor yang kurang baik. Intepretasi yang dilakukan oleh operator secara visual masih merupakan pendekatan yang umum digunakan untuk ekstraksi informasi dari orthophoto. Akurasi intepretasi yang dihasilkan tergantung pada keterampilan dan pengalaman dari operator. Sehingga, dapat terjadi inkonsistensi pada data yang dihasilkan oleh operator yang berbeda. Beberapa tahun terakhir ini, ekstraksi otomatis jalan dari orthophoto maupun CSRT menjadi isu penelitian penting dan menantang yang mendapat perhatian lebih besar. Dalam penelitian ini, penulis menerapkan metode deteksi objek berbasis Mask Region-based Convolutional Neural Network (Mask R-CNN) untuk ekstraksi jaringan jalan memanfaatkan orthophoto dan DSM LiDAR di daerah urban Kota Surabaya. Beberapa strategi dirancang dan digabungkan dengan model deteksi objek berbasis Mask R-CNN, termasuk post-processing yang terdiri dari regularisasi poligon algoritma Douglass-Peucker, remove overlap, fill gap, dan penghalusan poligon. Metode yang penulis terapkan menghasilkan kinerja yang cukup baik untuk ekstraksi jalan menghasilkan nilai presisi 90,28%; kelengkapan (recall) 85,85%; skor-F1 88,01%; dan IoU 78,59%; serta overall accuracy 95,25 % dan nilai kappa 90,5%.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
27
审稿时长
12 weeks
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信