Assessing the transferability of road network extraction methods to Slovenian orthophotos for power distribution network planning

Križaj, Janez (avtor), Knez, Klemen (avtor), Štruc, Vitomir (avtor)

In spatial planning of power distribution networks, road corridors provide an important basis for routing medium- and low-voltage power cables, as they often simplify permitting procedures, construction, and maintenance access. Automatic road extraction from aerial and satellite imagery is therefore not only a segmentation task, but also an input to subsequent optimization procedures, where connected and navigable road networks are required. The paper compares six recent methods for road network extraction: SAM-Road, D-LinkNet, CRESI, CU-dGCN, Sat2Graph, and U-Net-ResNet18. They are first evaluated on the SpaceNet dataset and then tested for transfer to Slovenian GURS orthophoto imagery. The results show that methods with an explicit graph output generally preserve road network connectivity better in the experiments. When transferred to Slovenian GURS orthophotos, their relative performance is largely retained. The methods that perform well on the SpaceNet also tend to perform well in this setting. A decline in their performance is observed mainly in rural areas, where roads are often narrow, partly occluded by vegetation or shadows, and visually less distinguishable from the surrounding terrain. Besides a comparative evaluation, the paper therefore provides practical guidance for selecting methods when constructing road networks for the optimization-supported power distribution network planning.

• Jezik: Angleški jezik
• Ključne besede: road extraction, benchmarking, satellite imagery, SpaceNet, domain shift, power distribution, spatial planning
• Vrsta gradiva: Članek v reviji
• Tipologija: 1.01 - Izvirni znanstveni članek
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Različica publikacije: Objavljena publikacija
• Datum objave: 01.01.2026
• Leto izida: 2026
• Št. strani: Str. 179-186
• Številčenje: Letn. 93, št. 4
• PID: 20.500.12556/RUL-189978
• UDK: 621.31:004.93
• ISSN pri članku: 0013-5852
• COBISS.SI-ID: 300914691
• Datum objave v RUL: 19.10.2026

Gradivo je del revije

• Naslov: Elektrotehniški vestnik
• Založnik: Strokovna zadruga koncesijoniranih elektrotehnikov, Elektrotehniška zveza Slovenije
• ISSN: 0013-5852
• COBISS.SI-ID: 742916

Licence

• Licenca: CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
• Povezava: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
• Opis: To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

• Jezik: Slovenski jezik
• Naslov: Vrednotenje prenosljivosti metod za ekstrakcijo cestnih omrežij na slovenske ortofoto posnetke za potrebe načrtovanja distribucijskih omrežij

Izvleček

Pri prostorskem načrtovanju elektrodistribucijskih omrežij so cestni koridorji pomembna podlaga za izbiro tras srednje- in nizkonapetostnih vodov, saj pogosto omogočajo lažje pridobivanje dovoljenj, enostavnejšo gradnjo in boljši dostop za vzdrževanje. Zato avtomatska ekstrakcija cest iz letalskih in satelitskih posnetkov ni uporabna le kot segmentacijska naloga, temveč predvsem kot vhod v nadaljnje postopke optimizacije, kjer so potrebna povezana in usmerljiva cestna omrežja. V članku primerjamo šest sodobnih pristopov za ekstrakcijo cestnih omrežij: SAM-Road, D-LinkNet, CRESI, CU-dGCN, Sat2Graph in U-Net-ResNet18. Metode najprej ovrednotimo na zbirki SpaceNet, nato pa preverimo še njihov prenos na slovenske ortofoto posnetke GURS-a. Rezultati kažejo, da metode z eksplicitnim grafnim izhodom v eksperimentih praviloma bolje ohranjajo povezanost cestnega omrežja. Pri prenosu na slovenske ortofoto posnetke GURS-a se relativna uspešnost metod večinoma ohrani, saj se pristopi, ki dosegajo dobre rezultate na zbirki SpaceNet, praviloma dobro izkažejo tudi v tem okolju. Poslabšanje je opazno predvsem na podeželskih območjih, kjer so ceste pogosto ožje, delno zakrite z vegetacijo ali sencami ter vizualno manj ločljive od okoliškega terena. Prispevek zato poleg primerjalnega vrednotenja podaja tudi praktične smernice za izbiro metod pri gradnji cestnega omrežja, uporabnega za optimizacijsko podprto načrtovanje elektrodistribucijskega omrežja.

• Ključne besede: ekstrakcija cest, primerjalno vrednotenje, satelitski posnetki, SpaceNet, premik domene, prostorsko načrtovanje, distribucijskega omrežja

Projekti

• Financer: ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
• Številka projekta: J2-60030
• Naslov: Optimalno umeščanje elektroenergetske infrastrukture v prostor s pomočjo umetne inteligence (OPTI-AI)