Orientador: Aluir Porfírio Dal Poz / Resumo: A aquisição de informações espaciais é uma das tarefas mais dispendiosa e morosa na implantação e na manutenção de Sistemas de informação Geográfica (SIG's). Nos últimos 30 anos, inúmeras pesquisas foram realizadas objetivando o melhoramento do tempo e custo da aquisição de dados espaciais. No que se refere a aquisição de dados espaciais a partir de imagens digitais, é possível notar que os métodos desenvolvidos até então estão mais próximos desta meta quando os respectivos níveis de automação são mais altos. Como as soluções totalmente automáticas não estão ainda no mesmo nível de confiabilidade dos métodos manuais, soluções semi-automáticas combinando a habilidade natural de operadores humanos em tarefas de reconhecimento e a capacidade de algoritmos computacionais em realizar tarefas de medidas precisas e morosas, têm sido propostas. Seguindo esta tendência, este trabalho propõe uma metodologia semi-automática para a extração de rodovias em imagens digitais de média e alta resolução baseada no algoritmo de otimização global de programação dinâmica. É importante enfatizar que os trabalhos relacionados com extração de feições através de programação dinâmica sempre usam imagens de baixa resolução, na qual as rodovias manifestam-se como estruturas lineares. Ao contrário, rodovias em imagens de média e alta resolução se manifestam como faixas alongadas. Assim, como neste caso o objetivo básico é extrair o eixo da rodovia, este trabalho propõe uma modificação na função custo usada numa metodologia preexistente baseada em programação dinâmica, permitindo que o eixo central da rodovia seja precisamente extraído pela metodologia modificada. A diferença básica entre este método modificado e o original é uma função de injunção, proposta com o objetivo de incorporar características de bordas de rodovia...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The acquisition of spatial information is one of most expensive and time consuming tasks in developing and maintaining Geographical Information Systems (GIS's). In the last 30 years, countless researches have been accomplished aiming at improvement of spatial data acquisition time and cost. Related to the spatial data acquisition from digital images, it is possible to notice that the methods developed until now are closer to that goal when the respective levels of automation are higher. As fully automatic solutions are not in same level of reliability of manual procedures, semi-automatic solutions combining the natural skill of humans operators in recognizing tasks and the power of computational algorithm in carrying out precise and time consuming measurement tasks, have been proposed. Following this trend, this work proposes a semi-automatic methodology for road extraction from mediumand high-resolution digital images based on the global optimization algorithm of dynamic programming. It is important to emphasize that related works on feature extraction by dynamic programming always use low-resolution images, in which roads manifest as linear structures. As opposed to this, roads in medium- and high-resolution manifest as elongated regions. Thus, as in this case the basic objective is to extract the road centerline, this work proposes a modification of cost function used in a preexisting dynamic programming approach, allowing the road centerline to be precisely extracted by the modified method. The basic difference between this modified method and the original one is the proposed constraint function embodying some road edge characteristics, as e.g. the anti-parallelism of gradient vectors at two pixels situated on opposite road edges and belonged to the same road crosssection...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: Este trabalho propõe uma nova metodologia para extração de rodovias utilizando imagens aéreas digitais. A inovação baseia-se no algoritmo de Programação dinâmica (PD), que nesta metodologia realiza o processo de otimização no espaço objeto, e não no espaço imagem como as metodologias tradicionais de extração de rodovias por PD. A feição rodovia é extraída no espaço objeto, o qual implica um rigoroso modelo matemático, que é necessário para estabelecer os pontos entre o espaço imagem e objeto. Necessita-se que o operador forneça alguns pontos sementes no espaço imagem para descrever grosseiramente a rodovia, e estes pontos devem ser transformados para o espaço objeto para inicialização do processo de otimização por PD. Esta metodologia pode operar em diferentes modos (modo mono e estéreo), e com diversos tipos de imagens, incluindo imagens multisensores. Este trabalho apresenta detalhes da metodologia mono e estéreo e também os experimentos realizados e os resultados obtidos. / Abstract: This work proposes a novel road extraction methodology from digital images. The innovation is based on the dynamic programming (DP) algorithm to carry out the optimisation process in the object space, instead of doing it in the image space such as the DP traditional methodologies. Road features are traced in the object space, which implies that a rigorous mathematical model is necessary to be established between image and object space points. It is required that the operator measures a few seed points in the image space to describe sparsely and coarsely the roads, which must be transformed into the object space to make possible the initialisation of the DP optimisation process. Although the methodology can operate in different modes (mono-plotting or stereoplotting), and with several image types, including multisensor images, this work presents details of our single and stereo image methodology, along with the experimental results. / Orientador: João Fernando Custódio da Silva / Coorientador: Aluir Porfírio Dal Poz / Banca: Júlio Kiyoshi Hasegawa / Banca: Messias Meneguette Júnior / Doutor