Dissertationen - DGK

10 1. Einleitung
1.2 Zielsetzung dieser Arbeit
In dieser Arbeit wird ein für optische Satellitenbilddaten etabliertes Verfahren zur Straßenextraktion
an SAR-Bilddaten angepasst und erweitert. Der Ansatz ist für Satellitenbilder mit einer Auflösung
von ca. zwei Metern Bodenpixelgröße und für offene, ländliche Gebiete geeignet. Bei der Anpassung
an SAR-Bilddaten sind vor allem die speziellen Auswirkungen des Sensorprinzips auf die Abbildung
zu berücksichtigen. SAR-Bilddaten unterscheiden sich von optischen Bilddaten im Wesentlichen durch
die unterschiedliche Wellenlänge, den Speckle-Effekt und die schräge Aufnahmegeometrie seitlich senkrecht
zur Flugrichtung. Diese Abbildungseigenschaften werden modelliert und in die Straßenextraktion
integriert. Durch eine eingehende Analyse der erzielten Ergebnisse soll aufgezeigt werden, an welchen
Stellen Straßen erfasst werden können und welche Gründe an anderen Stellen für ein Scheitern verantwortlich
sind. Dabei werden auch die Relationen von Straßen zu anderen Objekten untersucht, sowie
Wege aufgezeigt, wie diese Kontextinformation für die Straßenextraktion nutzbar gemacht werden
kann.
1.3 Aufbau
Kapitel 2 beschäftigt sich mit den Grundlagen von Radar mit synthetischer Apertur. Der Schwerpunkt
liegt dabei auf den Eigenschaften der SAR-Bilddaten.
In Kapitel 3 werden bisherige Arbeiten zur Straßenextraktion aus optischen und SAR-Bilddaten vorgestellt.
Dabei stehen die Modellierung des Objektes Straße, die Kontextmodellierung und die Extraktionsstrategie
im Vordergrund. Die Stärken und Schwächen dieser Ansätze werden herausgearbeitet,
um daraus Folgerungen für diese Arbeit abzuleiten.
Kapitel 4 beschreibt das an SAR-Bilddaten angepasste Extraktionsverfahren für Straßen. Dieses umfasst
insbesondere die Modellierung und Integration der radiometrischen Eigenschaften von Straßen
in die Extraktion. Schließlich werden anhand von mehreren Testgebieten erste Ergebnisse erzeugt und
evaluiert.
Kapitel 5 beschäftigt sich mit der Analyse der in Kapitel 4 erzielten Extraktionsergebnisse. Es werden
detailliert die Gründe sowohl für erfolgreiche als auch für fehlerhafte Extraktionen erforscht und
darauf aufbauend die Abbildungseigenschaften der für die fehlerhaften Extraktionen verantwortlichen
Kontextobjekte skizziert. Sie bilden die Grundlage für die folgenden Verbesserungen.
In Kapitel 6 wird das Verfahren zur Straßenextraktion durch Einbeziehung von lokalem und globalem
Kontextwissen und einer expliziten Modellierung und Extraktion von Autobahnen verbessert. Die einzelnen
Schritte dieser Verbesserungen werden detailliert beschrieben und die damit erzielten Ergebnisse
werden anhand von Testgebieten dargestellt und bewertet.
Eine Diskussion des Verfahrens sowie Ansatzpunkte für zukünftige Verbesserungen einer automatischen
Extraktion von Straßen aus SAR-Bilddaten werden in Kapitel 7 gegeben.