扫描地形图等高线自动提取VIP免费

文章编号：0494-0911（2007）01-0065-03中图分类号：P208文献标识码：B扫描地形图等高线自动提取李述，刘勇（兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室，甘肃兰州730000）ResearchonContourLineAutomaticExtractionfromScannedTopographicMapLIShu，LIUYong摘要：扫描矢量化是地形图等高线数字化录入的一种常用方法，但现有的数字化方法存在一些不足：!无法处理公里网格线等干扰信息；"等高线密集区域识别困难。从扫描地形图的灰度信息出发，通过阈值过滤后将图像进行二值化处理，然后采用两边同步行走夹比取中矢量化算法进行栅格向矢量的自动转化，最后根据生成的线的长度信息将公里网格线一次删除。结果表明：基于线的长度信息可以去除95%以上的公里网格线；在地形起伏较大的山区可以自动提取80%以上的等高线，而其他相对平坦区域可自动提取95%以上的等高线，自动化程度高。关键词：地形图；等高线；扫描矢量化；数字化收稿日期：2005-10-20作者简介：李述（1974-），男，四川德阳人，硕士生，主要研究高程模型数据的获取。一、引言高程信息是地理信息的重要组成部分，我们通常称其为数字高程模型（DEM）。基于DEM可以进行坡度、坡向、断面、表面覆盖、挖方、填方、地形遮蔽因子等计算，因此DEM被广泛应用于水文分析和空间分析中。研究和建立高精度的DEM仍然是目前十分热门的课题，数字高程模型已成为地理空间分析的基础数据和“数字地球”的重要组成部分。目前获取DEM数据的方式主要有三种：全野外数据采集，利用航片、遥感图像采集数据，通过地形图扫描数字化来采集数据。在地理信息系统应用日益广泛的今天，获取地面高程信息最有效的手段之一是对现有地形图的等高线进行数字化。二、等高线数字化方法研究现状地形图等高线通常有以下特征：等高线由一组连续的长线条组成；相邻等高线的高程值之差为一个常量；表示等高线的线条有粗细之分，且粗细等高线按照一定的周期进行分布；在平坦地区，等高线稀疏，在地形起伏大的区域，等高线密集；与公里网格线和其他地图要素共存。传统的等高线数字化方法是将图纸固定在数字化板上，通过定标器对地图要素进行手扶跟踪，实践表明，这种方法具有费时、费力和自动化程度低等缺点，已不能适应建立GIS对地理信息获取的需要。扫描输入数字化是指利用扫描仪将地图扫描得到栅格数据，然后利用先进的图像处理技术，进行曲线交互式跟踪或者自动追踪矢量化。传统的数字化板手扶跟踪方法和手动屏幕数字化方法自动化程度很低（见表1），不仅需要技术人员花费大量的时间，而且要求具有极好的耐心和丰富的经验，否则便会“失之毫厘，谬之千里”，达不到满意的效果。但传统的数字化板手扶跟踪方法和手动屏幕数字化方法对地图要求较低，等高线密集的区域可以通过人为的干预顺利完成数字化，同时公里网格线等干扰因素也不会对手动数字化造成太大干扰；现有的自动追踪矢量化虽然自动化程度高、精度高，但是在等高线密集的区域对密集的等高线的识别不好，并且不能很好地去除公里网格线等干扰因素。交互式追踪矢量化是手动数字化和自动追踪矢量化的折中办法，在等高线稀疏区域采用自动追踪矢量化，在等高线密集区域则通过手动方式进行数字化，在保持速度提高的同时可以很好地对密集等高线进行识别。但是交互式追踪矢量化仍然存在不足，在半自动追踪过程中容易出现对等高线的错误跟踪和重复跟踪，影响了数字化的速度，同时也不能很好地去除公里网格线等的干扰。表1各种等高线数字化方法及特点数据输入图纸输入扫描输入数字化方法数字化板手扶跟踪手动屏幕数字化交互式追踪矢量化自动追踪矢量化自动化程度低低较高高精度低低较高高地图要求低低一般高562007年第1!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!期测绘通报实现等高线的自动识别，不仅可以将大量的技术人员从繁琐枯燥的矢量化工作中解放出来，在提高效率的同时也改进了数据质量。因此，自动追踪矢量化得以广泛发展和使用［l~6］。根据算法不同，可分为细化追踪矢量化和非细化追踪矢量化：传统的细化追踪矢量化是通过提取栅格线的骨架，然后对细化提取的骨架线进行自动...