一种新型的地形等高线矢量化方法VIP专享VIP免费

2004.3计算机工程与应用1引言等高线的识别和矢量化工作一直是GIS中一个非常重要而又远未解决的工作[1]。对于这项工作，人们提出了不少方法，比较传统和经典的矢量化地形等高线的方法大体可分为以下几个步骤：!对等高线地图进行预处理，比如消除噪声，二值化等；"细化；#用链码表示等高线；$进行其它处理，比如用曲线表示等高线。在传统方法中，等高线的细化环节非常重要，主要是提取图像的拓扑结构。细化又叫中轴变换（mediaIaxistransformation）或骨架化（skeIetonisation）[2]。对于不同的图像，人们提出了很多细化算法[2~4]。但每种细化算法都不同程度地存在着局限性。该文根据等高线的特点，提出了一种基于圆跟踪的自动适应的矢量化方法，并在此基础上使用三次B-样条对矢量化结果进形曲线拟合。该文的矢量化方法实际上使用半径不等的圆沿等高线的走向测量等高线，并记录测量的结果的方法。使用该方法，可以不需要对地形等高线进行细化处理，文献[1]中的方法虽说也不需要细化，但该方法需要从等高线的左端点开始，具有局限性。该文提出的方法可以从等高线的任意一个端点开始。该文的以下部分是这样组织的：在第二部分中介绍矢量化方法———跟踪等高线方法；在第三部分中介绍使用三次B-样条对矢量化结果进形曲线拟合；第四部分是实验结果；第五部分给出了结论。2矢量化算法描述等高线有一些很重要的性质，如：一般地形的等高线彼此不应该相交；每一条等高线都是封闭的曲线。在一个小地区范围内，人们所看到的等高线不一定是完整的封闭曲线，但就整体而言它们都是封闭的。该文正是利用了这种特点，对地形等高线的关键数据点进行搜索。具体方法如下：首先查找等高线的起始点A，并记录该点，然后以A点为圆心，以指定的长度为半径画圆，并记录该圆与等高线的交点B，以此类推，每一次画一个圆都记录一个交点，直至所画的圆和等高线没有交点为止，把这个过程叫作跟踪等高线，这一系列的圆叫跟踪圆（图1所示）。以下是在实现跟踪等高线算法过程中应注意的几个问题：（1）从画第二个跟踪圆开始，每个跟踪圆和等高线都有两个交点，如图1中跟踪圆B和等高线有两个交点（封闭等高线第一个跟踪圆和等高线有两个交点，取任意一个交点作为下一个跟踪圆的圆心），第一个近似在A点，另外一个在C点，而C点是应该记录下来的点，此时可做如下处理：当交点落在前一个圆的内部时应该忽略该点。（2）在记录跟踪圆和等高线交点的过程中，实际上记录的是跟踪圆和等高线有几个像素点重合。一般说来，如果等高线较宽，则跟踪圆和等高线重合的像素就较多，此时可以通过求这些像素坐标的平均值作为跟踪圆和等高线的交点。即：x!=1IIi=1"xi}!=1IIi=1"}i（1）一种新型的地形等高线矢量化方法陈争光1，2吴裕树1王玉芳21（北京理工大学计算机科学与工程系，北京100086）2（大庆油田技术培训中心，大庆163254）E-maiI：chenzg@jgxx.dg.cnpc.com.cn摘要该文提出了一种新型的地形等高线的矢量化方法，使用该方法，不需要对等高线进行细化处理而直接进行矢量化，并在此基础之上对矢量化结果使用三次B-样条拟合。实验证明该方法是有效的，并且试验结果和实际等高线基本吻合。关键词等高线矢量化拟合三次B-样条曲线文章编号1002-8331-（2004）03-0084-03文献标识码A中图分类号TP39ANewSchemaofVectorizationofContourChenZhengguang1，2WuYushu1WangYufang21（DepartmentofComputerScienceEngineering，BeijingInstituteofTechnoIogy，Beijing100086）2（DepartmentofComputerEngineering，TechnoIogyTrainingCenterofDagingOiIFieId，Daging163254）Abstract：Thispaperpresentsanewmethodofvectorizationofcontour.Bythismethod，peopIecanguantizethecontourwithoutthinningitbeforehand.ThecubicB-spIineapproximationisfiguredbasedonthevectorizationresuIts.TheexperimentaIresuItsobtainedwiththeproposedschemaareencouragingwhichdemonstratestheeffectivenessoftheapproach.Keywords：Contour，Vectorguantization，Fitting，CubicB-spIine84计算机工程与应用2004.3式中：I为跟踪圆和等高线重合的像素点的个...