Dissertationen - DGK

100 6. Verbesserung der Straßenextraktion für SAR-Bilddaten
6.3 Separate Behandlung von Autobahnen
Für die Extraktion von Autobahnen wird eine separate Behandlung vorgeschlagen (Wessel und Hinz,
2004), da sich Autobahnen stark von den anderen Straßenklassen im ländlichen Raum unterscheiden. Es
wird zunächst ein detailliertes Modell speziell für Autobahnen aufgestellt. Darauf aufbauend wird ein
Verfahren zur Extraktion basierend auf einem multi-skalen Ansatz entwickelt. Die erzielten Ergebnisse
werden vorgestellt und diskutiert.
6.3.1 Modell für Autobahnen
Autobahnen unterscheiden sich von anderen Straßen vor allem durch ihre Breite, da sie meist aus
zwei antiparallelen Straßen bestehen, die räumlich voneinander getrennt sind. Im europäischen Raum
besteht diese Trennung oft aus einer metallischen Leitplanke. Das Erscheinungsbild von Autobahnen
in den SAR-Daten hängt stark von der verwendeten Auflösung ab. Bei einer hohen Auflösung (< 1m)
können die zwei getrennten Fahrbahnen deutlich unterschieden werden, da sie durch die im SAR hell
reflektierende, schmale Mittelleitplanke voneinander getrennt sind (Abbildung 6.6). Bei einer künstlich
reduzierten Auflösung (von < 6m) (Abbildung 6.7) treten nur noch die grundlegenden Eigenschaften
der Autobahn hervor. Die beiden Fahrbahnen verschmelzen, und die Autobahn erscheint dann nur
noch als eine dunkle, geglättete Linie, bei der die Mittelleitplanke nicht mehr sichtbar ist.
Neben der Breite der Fahrbahn ist die Mittelleitplanke ein typisches Merkmal von Autobahnen in SAR-
Daten. Abbildung 6.6 illustriert die typischen Merkmale des Rückstreuverhaltens der Mittelleitplanke
und der Fahrbahn in Abhängigkeit von der Blickrichtung. Bei einer Orientierung der Autobahn exakt
orthogonal zur Entfernungsrichtung tritt an der Mittelleitplanke eine starke Reflexion auf (A), die
wahrscheinlich auf eine Dipolstreuung zurückzuführen ist, aufgrund der länglichen Ausdehnung der
Leitplanke. Bei allen anderen Orientierungen ist die Reflexion etwas geringer (B), aber immer noch
sehr hoch aufgrund der starken Rückstreuung von Metall. Neben diesem typischen Rückstreuverhalten
kann es durch hohe, benachbarte Objekte zu einer Unterbrechung der hellen Linie der Mittelleitplanke
kommen. Entweder kann sie aufgrund von Schatten verdeckt werden (C) oder aufgrund von Layover
sowie hoher Rückstreuung überstrahlt werden (D). Neben diesen Effekten können zusätzlich auch
andere Kontextobjekte wie Brücken oder Verkehrsschilder das Erscheinungsbild der Mittelleitplanke
und der Fahrbahn beeinflussen.
Abbildung6.6. Orientierungsabhängige Effekte des Erscheinungsbildes einer Autobahn in hoher Auflösung (1 m)
Abbildung6.7. Autobahn in reduzierter Auflösung (6m)