專利名稱：遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于遙感圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法。
背景技術(shù)：
遙感數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)非常重要的數(shù)據(jù)源，隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)遙感信息的依賴愈來(lái)愈強(qiáng)。目前GIS系統(tǒng)大量的分析和應(yīng)用基于矢量數(shù)據(jù)，遙感圖像處理系統(tǒng)對(duì)某些柵格數(shù)據(jù)分析的結(jié)果有時(shí)也需要進(jìn)行矢量化表達(dá)，因而，柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換是不可避免的，遙感圖像矢量化也成為遙感和地理信息系統(tǒng)一體化集成的關(guān)鍵技術(shù)之一。當(dāng)前的遙感圖像矢量化方法中，最常用的框架是首先對(duì)柵格圖像進(jìn)行掃描得到全圖的邊界弧段，然后利用弧段組建多邊形，最后對(duì)多變形進(jìn)行拓?fù)浞治鐾瓿墒噶炕Ｓ捎谀壳斑b感數(shù)據(jù)的規(guī)?？赡芊浅４螅瑘D像內(nèi)的圖斑數(shù)量多而且非常復(fù)雜，計(jì)算機(jī)內(nèi)存可能無(wú)法存儲(chǔ)整幅圖像的邊界弧段再進(jìn)行處理；或者需要借助外存(硬盤)來(lái)進(jìn)行處理，但借助外存處理對(duì)時(shí)間性能影響很大。另外，利用弧段組建多邊形時(shí)需要大量的判斷與復(fù)制操作，往往會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間。還有，對(duì)多邊形進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系分析，操作比較復(fù)雜并且時(shí)間效率也不尚ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)常用的遙感圖像矢量化方法存在的處理過(guò)程復(fù)雜、耗費(fèi)時(shí)間等問(wèn)題，提出一種遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是，一種遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法，所述方法包括步驟1 為遙感圖像的每個(gè)四連通區(qū)域標(biāo)注標(biāo)識(shí)號(hào)；步驟2 對(duì)遙感圖像進(jìn)行遍歷，將遙感圖像的每個(gè)四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)數(shù)量存儲(chǔ)到第一存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中；步驟3 從遙感圖像中取出一個(gè)未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)；步驟4:判斷取出的未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)是否是四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)，如果是四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)，則執(zhí)行步驟5 ；否則，返回步驟3 ；步驟5 將取出的未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)加入到第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中；步驟6 判斷第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中是否存在構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)，如果是，則執(zhí)行步驟 7;否則，返回步驟3;步驟7 將第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)組建成封閉多邊形并將其寫入矢量化文件，而后從第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中將構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)刪除；步驟8 判斷遙感圖像矢量化是否完成，如果是，則執(zhí)行步驟9 ；否則，返回步驟3 ；步驟9 得到最終的矢量化文件。
所述第一存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為一維數(shù)組，該一維數(shù)組中的每個(gè)元素為一個(gè)四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)數(shù)量，每個(gè)元素的下標(biāo)為對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)。所述判斷取出的未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)是否是四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)具體是，確定未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)周圍的四個(gè)像元的灰度值是否全部相等，如果未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)周圍的四個(gè)像元的灰度值全部相等，則所述未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)不是邊界點(diǎn)；否則，所述未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)是邊界點(diǎn)。所述第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為二維數(shù)組，二維數(shù)組的第一維用于存儲(chǔ)四連通區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)，第二維用于存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)號(hào)對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)組成的數(shù)組。所述將取出的四連通區(qū)域的點(diǎn)加入到第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中具體是，確定取出的四連通區(qū)域的點(diǎn)所屬的四連通區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)，將取出的四連通區(qū)域的點(diǎn)存儲(chǔ)到該標(biāo)注號(hào)對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)組成的數(shù)組中。所述判斷第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中是否存在構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)具體是，判斷二維數(shù)組中的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)組成的數(shù)組的大小與第一存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中相應(yīng)標(biāo)識(shí)號(hào)對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)數(shù)量是否相等，如果相等，則該標(biāo)識(shí)號(hào)對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)組成的數(shù)組中的點(diǎn)構(gòu)成封閉多邊形。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的快速矢量化，在保證遙感圖像矢量化的正確的前提下，提高了矢量化的速度。


圖1是遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法流程圖；圖2是本發(fā)明矢量化處理的點(diǎn)的示意圖；圖3是四連通區(qū)域示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。圖1是遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法流程圖，圖1中，遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法包括下述步驟步驟1 為遙感圖像的每個(gè)四連通區(qū)域標(biāo)注標(biāo)識(shí)號(hào)。圖2是本發(fā)明矢量化處理的點(diǎn)的示意圖。遙感圖像的矢量化所要提取的邊界點(diǎn)并不對(duì)應(yīng)于圖像中的像素點(diǎn)，而是四個(gè)像元之間的點(diǎn)。圖2中的實(shí)心黑圈為要處理的點(diǎn)，周圍的標(biāo)有A、B、C、D的四個(gè)空心矩形為像元。四連通區(qū)域是從一點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)訪問(wèn)該點(diǎn)的4個(gè)鄰接點(diǎn)，在不越出區(qū)域的前提下， 遍歷區(qū)域內(nèi)的所有像素點(diǎn)得到的區(qū)域。一個(gè)點(diǎn)的4鄰接點(diǎn)是指其上，下，左，右四個(gè)相鄰的點(diǎn)，如圖3所示。得到遙感圖像的四連通區(qū)域后，為每個(gè)遙感圖像的四連通區(qū)域標(biāo)注標(biāo)識(shí)號(hào)，按照 1,2,3,…的自然數(shù)順序進(jìn)行標(biāo)注。步驟2 對(duì)遙感圖像進(jìn)行遍歷，將遙感圖像的每個(gè)四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)數(shù)量存儲(chǔ)到第一存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中。推。 將取出的四連通區(qū)域的點(diǎn)加入到第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中具體是，確定取出的四連通區(qū)域的點(diǎn)所屬的四連通區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)，將取出的四連通區(qū)域的點(diǎn)存儲(chǔ)到該標(biāo)注號(hào)對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)組成的數(shù)組中。 假設(shè)二維數(shù)組# =
，取出的四連通區(qū)域的點(diǎn)所屬的四連通區(qū)域
的標(biāo)注號(hào)為1，將該點(diǎn)加入到上述二維數(shù)組后，二維數(shù)組# =

第一存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可以為ι個(gè)一維數(shù)組，該一維數(shù)組中的每個(gè)元素為一個(gè)四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)數(shù)量，每個(gè)元素的下標(biāo)為對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)。比如，一維數(shù)組M = Ix1, x2，x3，...，和}，其中，1，2，，3，...，P為P個(gè)四連通區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)，Xl>X2> X3... Xp則為對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)的數(shù)量。步驟3 從遙感圖像中取出一個(gè)未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)。步驟4:判斷取出的未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)是否是四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)，如果是四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)，則執(zhí)行步驟5 ；否則，返回步驟3。如圖2所示，取出的未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)是否是四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)的判斷過(guò)程是，確定未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)周圍的四個(gè)像元A、B、C和D的灰度值是否全部相等，如果未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)周圍的四個(gè)像元的灰度值全部相等，則所述未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)不是邊界點(diǎn)；否則，所述未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)是邊界點(diǎn)。步驟5 將取出的未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)加入到第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中。在本發(fā)明中，第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可以為二維數(shù)組，該二維數(shù)組的第一維用于存儲(chǔ)四連通區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)，第二維用于存儲(chǔ)由對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)組成的數(shù)組。二維數(shù)組可以在方法開始階段先進(jìn)行初始化，即確定待矢量化的遙感圖像的四連通區(qū)域的個(gè)數(shù)，然后為每個(gè)四連通區(qū)域標(biāo)識(shí)標(biāo)注號(hào)，再將每個(gè)四連通區(qū)域的標(biāo)注號(hào)存儲(chǔ)到二維數(shù)組的第一維中，而對(duì)應(yīng)每個(gè)標(biāo)識(shí)號(hào)的第二維，則是空數(shù)組。比如，二維數(shù)組
N =
1 ,{}" 2 ,{}
1 j 2 j ？ 3 j
，P為四連通區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào),
ρ， 當(dāng)部分待矢量化的點(diǎn)存入二維數(shù)組時(shí)，二維數(shù)組的形式為
N =
} }
W W 2
V^ V.
5 Γ
5 5
2Λ2y2 5 5
ft 1 2
表示標(biāo)識(shí)號(hào)為ι的四連通區(qū)域各個(gè)邊界點(diǎn)，依此類
5 Γ 5 5
2Λ
5 5 ft 1 2
5
步驟6 判斷第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中是否存在構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)，如果是，則執(zhí)行步驟 7 ；否則，返回步驟3。判斷第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中是否存在構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)具體是，判斷二維數(shù)組中每個(gè)標(biāo)識(shí)號(hào)對(duì)應(yīng)的一維數(shù)組的大小與一維數(shù)組中相應(yīng)標(biāo)識(shí)號(hào)對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)數(shù)量是否相等，如果相等，則該標(biāo)識(shí)號(hào)對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)組成的數(shù)組中的點(diǎn)都構(gòu)成封閉多邊形。
權(quán)利要求
1.一種遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法，其特征是所述方法包括步驟1 為遙感圖像的每個(gè)四連通區(qū)域標(biāo)注標(biāo)識(shí)號(hào)；步驟2 對(duì)遙感圖像進(jìn)行遍歷，將遙感圖像的每個(gè)四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)數(shù)量存儲(chǔ)到第一存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中；步驟3 從遙感圖像中取出一個(gè)未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)；步驟4:判斷取出的未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)是否是四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)，如果是四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)，則執(zhí)行步驟5 ；否則，返回步驟3 ；步驟5 將取出的未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)加入到第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中；步驟6 判斷第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中是否存在構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)，如果是，則執(zhí)行步驟7 ；否則，返回步驟3;步驟7 將第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)組建成封閉多邊形并將其寫入矢量化文件，而后從第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中將構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)刪除；步驟8 判斷遙感圖像矢量化是否完成，如果是，則執(zhí)行步驟9 ；否則，返回步驟3 ；步驟9 得到最終的矢量化文件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法，其特征是所述第一存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為一維數(shù)組，該一維數(shù)組中的每個(gè)元素為一個(gè)四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)數(shù)量，每個(gè)元素的下標(biāo)為對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法，其特征是所述判斷取出的未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)是否是四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)具體是，確定未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)周圍的四個(gè)像元的灰度值是否全部相等，如果未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)周圍的四個(gè)像元的灰度值全部相等，則所述未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)不是邊界點(diǎn)；否則，所述未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)是邊界點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法，其特征是所述第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為二維數(shù)組，二維數(shù)組的第一維用于存儲(chǔ)四連通區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)，第二維用于存儲(chǔ)標(biāo)識(shí)號(hào)對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)組成的數(shù)組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法，其特征是所述將取出的四連通區(qū)域的點(diǎn)加入到第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中具體是，確定取出的四連通區(qū)域的點(diǎn)所屬的四連通區(qū)域的標(biāo)識(shí)號(hào)，將取出的四連通區(qū)域的點(diǎn)存儲(chǔ)到該標(biāo)注號(hào)對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)組成的數(shù)組中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法，其特征是所述判斷第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中是否存在構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)具體是，判斷二維數(shù)組中的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)組成的數(shù)組的大小與第一存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中相應(yīng)標(biāo)識(shí)號(hào)對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)數(shù)量是否相等，如果相等，則該標(biāo)識(shí)號(hào)對(duì)應(yīng)的四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)組成的數(shù)組中的點(diǎn)構(gòu)成封閉多邊形。
全文摘要
本發(fā)明公開了遙感圖像處理技術(shù)領(lǐng)域中的一種遙感圖像柵格數(shù)據(jù)的矢量化方法。所述方法包括為遙感圖像的每個(gè)四連通區(qū)域標(biāo)注標(biāo)識(shí)號(hào)；將遙感圖像的每個(gè)四連通區(qū)域的邊界點(diǎn)數(shù)量存儲(chǔ)到第一存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中；取出一個(gè)未經(jīng)過(guò)矢量化處理的點(diǎn)，如果該點(diǎn)不是邊界點(diǎn)，則將其加入到第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中；當(dāng)?shù)诙鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)中存在構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)時(shí)，將構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)組建成封閉多邊形并將其寫入矢量化文件，而后從第二存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中將構(gòu)成封閉多邊形的點(diǎn)刪除；遙感圖像矢量化完成，得到最終的矢量化文件。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)遙感影像矢量化方法的不足，能夠快速實(shí)現(xiàn)大規(guī)模且圖斑復(fù)雜的遙感影像矢量化。
文檔編號(hào)G06T9/00GK102314696SQ20111019590
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者傅南翔, 殷崎棟, 榮岳成 申請(qǐng)人:北京華迪宏圖信息技術(shù)有限公司