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Survey of Road Extraction Methods in Remote Sensing Images Based on Deep Learning

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PFG – Journal of Photogrammetry, Remote Sensing and Geoinformation Science Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Road information plays a fundamental role in application fields such as map updating, traffic management, and road monitoring. Extracting road features from remote sensing images is a hot and frontier issue in the remote sensing field, and it is also one of the most challenging research topics. In view of this, this research systematically reviews the deep learning technology applied to road extraction in remote sensing images and summarizes the existing theories and methods. According to the different annotation types and learning methods, they can be divided into three methods: fully supervised, weakly supervised and unsupervised learning. Then, the datasets and performance evaluation metrics related to road extraction from remote sensing images are summarized, and on this basis, the effects of common road extraction methods are analysed. Finally, suggestions and prospects for the development of road extraction are proposed.

Zusammenfassung

Eine Übersicht über Methoden zur Straßenextraktion in Fernerkundungsbildern basierend auf Deep Learning. Straßeninformationen spielen eine grundlegende Rolle in Anwendungsbereichen wie der Kartenaktualisierung, dem Verkehrsmanagement und der Straßenüberwachung. Die Extraktion von Straßenmerkmalen aus Fernerkundungsbildern ist ein heißes und zukunftsweisendes Thema in der Fernerkundung. In Anbetracht dessen gibt diese Untersuchung einen systematischen Überblick über die Deep-Learning-Technologie, die für die Straßenextraktion in Fernerkundungsbildern eingesetzt wird, und fasst die vorhandenen Theorien und Methoden zusammen. Je nach Art der Lernmethoden können sie in drei Methoden unterteilt werden: vollständig überwachtes, schwach überwachtes und unbeaufsichtigtes Lernen. Anschließend werden die Datensätze und Leistungsbewertungsmetriken im Zusammenhang mit der Straßenextraktion aus Fernerkundungsbildern zusammengefasst, und auf dieser Grundlage werden die Auswirkungen gängiger Straßenextraktionsmethoden analysiert. Schließlich werden Vorschläge und Perspektiven für die Entwicklung der Straßenextraktion gegeben.

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Funding

This work was sponsored by the National Key R&D Program of China (grant number: 2020YFD1100201) and the Postgraduate Research & Practice Innovation Program of Jiangsu Province (grant number: SJCX21_0040).

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Authors and Affiliations

Authors

Contributions

PL conducted the research. QW revised the paper and guided the research, GY, LL and PL were responsible for collecting data and creating the figures. GY, HZ, QW, and PL revised and improved the paper. All authors read and agreed to the published version of the manuscript.

Corresponding author

Correspondence to Qing Wang.

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The authors declare no conflicts of interest.

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Liu, P., Wang, Q., Yang, G. et al. Survey of Road Extraction Methods in Remote Sensing Images Based on Deep Learning. PFG 90, 135–159 (2022). https://doi.org/10.1007/s41064-022-00194-z

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