Extraction of Road Networks from High Spatial Resolution Satellite Images by Wavelet Transform and Multiresolution Analysis

웨이블릿 변환과 다중해상도분석을 이용한 고해상도 위성영상에서의 도로망 추출

This paper presents a new method to extract semi-automatically roads from high spatial resolution satellite imagery. This method is based both on wavelet transform and on multiresolution analysis combined in the "$\grave{a}$ trous" algorithm. As an urban road network consists on different classes of streets, multiresolution processing allows to extract the streets class by class. The method was applied to a KVR-1000 image on a part of Busan Metropolitan City. The method was carried out for the road extraction of three different widths and it succeeded in extracting good fitted strips. The accuracy analysis for three types of streets was also performed. The overall accuracy in 4 pixels of width is 80.5%. The result suggests that this method can be used to update road networks in the studied urban network. In summary, the multiresolution approach based on the wavelet transform, used in this study, is regarded as one of effective methods to extract urban road network from high spatial resolution satellite images.

본 연구에서는 고해상도 영상을 도시 도로망 자료 갱신에 이용하기 위한 새로운 반자동적 방법을 소개하고 이를 부산광역시 일부 지역의 KVR-1000 영상에 적용하여 그 결과를 평가하였다. 이 기법은 웨이블릿 변환을 이용하여 다중해상도 분석을 수행하는 것으로, 도시의 다양한 유형의 도로망을 추출 가능하게 해준다. 본 연구에서는 "$\grave{a}$ trous" 알고리즘을 이용하여 다중해상도 분석 작업을 수행하였으며, 도로는 대로, 중로, 소로로 구분하여 추출하였다. 추출 결과는 매우 양호하여 8 m 해상도의 경우 전체 정확도는 80.5%이었다. 또한 도로의 형태별로도 정확도를 평가하였는데, 직선도로의 정확도가 곡선도로 및 교차로에 비해 우수하였다. 따라서 곡선도로 추출의 정확도를 높이는 기법이 보완된다면, 본 연구는 우리나라의 도시 도로망 데이터베이스 구축에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.