專利名稱：一種根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地形及地貌研究的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法。
背景技術(shù)：
在地學(xué)領(lǐng)域，如何從數(shù)字化等高線數(shù)據(jù)和數(shù)字地面模型(DEM)數(shù)據(jù)中自動提取隱含在其中的山脊線和山谷線，一直是一項(xiàng)很重要的研究工作。中外學(xué)者提出了許多適用于不同研究目的的特征信息自動提取方法，例如，從數(shù)字化等高線數(shù)據(jù)中提取山脊線和山谷線進(jìn)行等高線成組綜合[費(fèi)立凡.地形圖等高線成組綜合的試驗(yàn).武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，18 (增刊)]，提取DEM中自然水系的 D8 法[Martz L ff, Garbrecht J.(1992)Numerical definition of drainagenetwork and subcatchment areas from digital elevation models.Computers andGeosciences.18(6).；Martz L W, Garbrecht J.(1999)An outlet breaching algorithmfor the treatment of closed depressions in a raster DEM.Computers andGeosciences.25 (6)]，從數(shù)字化等高線數(shù)據(jù)中提取山脊線和山谷線并將其用于高逼真度的地形表不[Auman G, Ebner H, Tang L.(1991)Automatic derivation of skeletonlines from digitized contours.1SPRS Journal of Photogrammetry and RemoteSensing.46 (5)]，從DEM中提取山脊線和山谷線的剖面識別和多邊形裂開方法[ChangY C, Song G S, Hsu S K.(1998)Automatic extraction of ridge and valley axesusing the profile recognition and polygon-breaking algorithm.Computers andGeosciences.24(1)],從DEM中提取山脊線和山谷線的頻率域一階方向?qū)?shù)方法[余生晨，劉大有，劉洪.山脊線與山谷線的計(jì)算機(jī)自動檢測.中國圖像圖形學(xué)報(bào)，1999,4(8)]?，F(xiàn)有的與提取山脊線、山谷線相關(guān)專利主要集中在專用領(lǐng)域針對專用目的的實(shí)現(xiàn)，具體有我國在2010授予的一項(xiàng)發(fā)明專利[一種基于嫦娥DEM數(shù)據(jù)的自動識別山谷和山脊線的方法，申請?zhí)?專利號:201010578489.2，發(fā)明設(shè)計(jì)人:劉榮高]，該發(fā)明提供一種基于嫦娥DEM數(shù)據(jù)的自動識別山谷和山脊線的方法。該發(fā)明可以用于月球、火星等地物輪廓線的提取。還有我國在2012授予的一項(xiàng)發(fā)明專利[一種在不規(guī)則三角網(wǎng)上進(jìn)行三維地形特征點(diǎn)生成的方法，申請?zhí)?專利號:201210107518.6，發(fā)明設(shè)計(jì)人:劉建軍，王東華，商瑤玲，趙文豪，蒯希]，提供了一種在不規(guī)則三角網(wǎng)上進(jìn)行三維地形特征點(diǎn)生成的方法，可以廣泛用于地形數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)精化優(yōu)化、地學(xué)分析、DEM數(shù)據(jù)生產(chǎn)等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用一種根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法，旨在解決利用基于規(guī)則DEM數(shù)據(jù)的提取山脊線山谷線，在矢量等高線數(shù)據(jù)和規(guī)則的DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中會丟失很多地形特征信息，使得提取出來的山脊線山谷線等信息與實(shí)際地形有較大的差異的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法，所述根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法包括以下步驟:確定地形的特征點(diǎn)；對特征點(diǎn)分類，找出山脊點(diǎn)和山谷點(diǎn)；確定生成山脊線和山谷線的判斷因子；自動生成山脊線和山谷線。進(jìn)一步、所述根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法的具體步驟如下:采用Split方法，先用等高線的最左邊和最右邊的兩個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)，將閉合等高線分為兩部分，對于非閉合等高線選擇其兩個(gè)端點(diǎn)作為起始點(diǎn)，順序計(jì)算等高線上位于兩個(gè)起始點(diǎn)之間的每一個(gè)點(diǎn)距兩個(gè)起始點(diǎn)連線的垂距，并找出其最大垂距點(diǎn)，若該點(diǎn)處等高線張角小于給定的閥值，則該點(diǎn)為特征點(diǎn)；利用直線與曲線中的折線求交的方法對山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)識別；按照參考點(diǎn)與待判斷點(diǎn)間的距離在一限值內(nèi)，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)的連線應(yīng)處于等高線在參考點(diǎn)所張的夾角內(nèi)，等高線在參考點(diǎn)與待判斷點(diǎn)處的張角方向應(yīng)基本相同，山谷線、山脊線待判斷點(diǎn)的轉(zhuǎn)向角在一限值內(nèi)的原則確定生成山脊線、山谷線的判斷因子；對山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)按其高程值大小進(jìn)行排序，山脊點(diǎn)按高程值由小到大排序，山谷點(diǎn)按高程值由大到小排序，按高程值由高向低逐條線來搜索山谷線，然后連接山谷線，山脊線、山谷線的自動生成。進(jìn)一步、所述生成山脊線、山谷線的判斷因子為:距離因子S，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)間的距離，夾角因子α 1，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)連線和參考點(diǎn)處等高線張角角平分線的夾角，夾角因子α 2，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)兩點(diǎn)處的等高線張角角平分線的夾角，夾角因子α3，當(dāng)前連接特征線段與前一連接完畢的特征線段間的轉(zhuǎn)向角。進(jìn)一步、所述連接山谷線的搜索過程為:第一步、先從所有未連線的山谷點(diǎn)中找出高程最高的山谷點(diǎn)(當(dāng)前參考點(diǎn))；第二步、從比此點(diǎn)高程低且高差最小的那條等高線上找山谷點(diǎn)，若山谷點(diǎn)不滿足生成山脊線和山谷線原則中的任一條，則此點(diǎn)不予考慮，繼續(xù)考察下一點(diǎn)；從所有山谷點(diǎn)找出滿足上面提到的原則的那一點(diǎn)，則此點(diǎn)為此特征線上的點(diǎn)；第三步、將剛找出的這點(diǎn)與當(dāng)前參考點(diǎn)相連結(jié)，組成此山谷線上的一個(gè)線段；第四步、從剛找出的那個(gè)山谷點(diǎn)開始，重復(fù)第二步、第三步，繼續(xù)向下一條等高線尋找；第五步、若在某山谷點(diǎn)搜索到的山谷線下一點(diǎn)已是別的山谷線上的點(diǎn)，或者在該山谷點(diǎn)處由于距離超限或角度超限，總之找不到山谷線的下一點(diǎn)時(shí)，說明此山谷線到此結(jié)束；第六步、重復(fù)以上五步，繼續(xù)提取下一條山谷線，直到結(jié)束。本發(fā)明提供的根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法，通過利用矢量等高線的曲線的特征和幾何形態(tài)分析的方法確定山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)等地形特征點(diǎn)，然后連接地形特征點(diǎn)形成山脊線、山谷線等地形特征線，本發(fā)明能夠有效地通過矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取隱含在數(shù)字化地形中的山脊線和山谷線，識別速度高，并且提取出來的山脊線和山谷線等地形特征線與實(shí)際地形變化也是相符合的，同時(shí)能有效避免人工提取所帶來的誤差，本發(fā)明可以用于從數(shù)字化地形資料中提取地形輪廓線，此外，本發(fā)明操作方便，方法簡單，有著很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的識別山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)原理圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的規(guī)則等高線的示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的山頂或山谷底的示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的不規(guī)則等高線的示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的特征點(diǎn)位于地形鞍部處的示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)驗(yàn)區(qū)域特征點(diǎn)圖的示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)驗(yàn)區(qū)域特征線圖的示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法，該根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法包括以下步驟:確定地形的特征點(diǎn)；對特征點(diǎn)分類，找出山脊點(diǎn)和山谷點(diǎn)；確定生成山脊線和山谷線的判斷因子；自動生成山脊線和山谷線。作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法的具體步驟如下:采用Split方法，先用等高線的最左邊和最右邊的兩個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)，將閉合等高線分為兩部分，對于非閉合等高線選擇其兩個(gè)端點(diǎn)作為起始點(diǎn)，順序計(jì)算等高線上位于兩個(gè)起始點(diǎn)之間的每一個(gè)點(diǎn)距兩個(gè)起始點(diǎn)連線的垂距，并找出其最大垂距點(diǎn)，若該點(diǎn)處等高線張角小于給定的閥值，則該點(diǎn)為特征點(diǎn)；利用直線與曲線中的折線求交的方法對山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)識別；按照參考點(diǎn)與待判斷點(diǎn)間的距離在一限值內(nèi)，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)的連線應(yīng)處于等高線在參考點(diǎn)所張的夾角內(nèi)，等高線在參考點(diǎn)與待判斷點(diǎn)處的張角方向應(yīng)基本相同，山谷線、山脊線待判斷點(diǎn)的轉(zhuǎn)向角在一限值內(nèi)的原則確定生成山脊線、山谷線的判斷因子；對山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)按其高程值大小進(jìn)行排序，山脊點(diǎn)按高程值由小到大排序，山谷點(diǎn)按高程值由大到小排序，按高程值由高向低逐條線來搜索山谷線，然后連接山谷線，山脊線、山谷線的自動生成。作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，生成山脊線、山谷線的判斷因子為:距離因子S，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)間的距離，夾角因子α 1，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)連線和參考點(diǎn)處等高線張角角平分線的夾角，夾角因子α 2，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)兩點(diǎn)處的等高線張角角平分線的夾角，夾角因子α 3，當(dāng)前連接特征線段與前一連接完畢的特征線段間的轉(zhuǎn)向角。作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，連接山谷線的搜索過程為:第一步、先從所有未連線的山谷點(diǎn)中找出高程最高的山谷點(diǎn)(當(dāng)前參考點(diǎn))；第二步、從比此點(diǎn)高程低且高差最小的那條等高線上找山谷點(diǎn)，若山谷點(diǎn)不滿足生成山脊線和山谷線原則中的任一條，則此點(diǎn)不予考慮，繼續(xù)考察下一點(diǎn)；從所有山谷點(diǎn)找出滿足上面提到的原則的那一點(diǎn)，則此點(diǎn)為此特征線上的點(diǎn)；第三步、將剛找出的這點(diǎn)與當(dāng)前參考點(diǎn)相連結(jié)，組成此山谷線上的一個(gè)線段；第四步、從剛找出的那個(gè)山谷點(diǎn)開始，重復(fù)第二步、第三步，繼續(xù)向下一條等高線尋找；第五步、若在某山谷點(diǎn)搜索到的山谷線下一點(diǎn)已是別的山谷線上的點(diǎn)，或者在該山谷點(diǎn)處由于距離超限或角度超限，總之找不到山谷線的下一點(diǎn)時(shí)，說明此山谷線到此結(jié)束；第六步、重復(fù)以上五步，繼續(xù)提取下一條山谷線，直到結(jié)束。以下參照附圖，對本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1-圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例的根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法包括以下步驟:SlOl:確定地形的特征點(diǎn)；S102:對特征點(diǎn)分類，找出山脊點(diǎn)和山谷點(diǎn)；S103:確定生成山脊線和山谷線的判斷因子；S104:自動生成山脊線和山谷線；本發(fā)明的具體步驟如下:步驟一、地形特征點(diǎn)的確定:山脊線和山谷線上的點(diǎn)在等聞線上的特征表現(xiàn)為等聞線局部曲率的最大點(diǎn)，即等高線彎曲變化的特征點(diǎn)。等高線上特征點(diǎn)的確定與線段的簡化、壓縮算法的原理相近，故幾乎所有的曲線簡化算法均可用于特征點(diǎn)的確定，這里采用Split方法，先用等高線的最左邊和最右邊的兩個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)(對于閉合等高線)，將閉合等高線分為兩部分，對于非閉合等高線選擇其兩個(gè)端點(diǎn)作為起始點(diǎn)。起始點(diǎn)確定后，順序計(jì)算等高線上位于兩個(gè)起始點(diǎn)之間的每一個(gè)點(diǎn)距兩個(gè)起始點(diǎn)連線的垂距，并找出其最大垂距點(diǎn)，若該點(diǎn)處等高線張角小于給定的閥值(采用165°，如果張角大于165°，則等高線在此處近似于直線，彎曲變化小)，則該點(diǎn)為特征點(diǎn)。這個(gè)特征點(diǎn)將原等高線分為兩部分，對每一部分確定新的起始點(diǎn)，即用該特征點(diǎn)分別與原兩個(gè)起始點(diǎn)構(gòu)成兩對新的起始點(diǎn)，用相同的方法對這兩段曲線找出各自的特征點(diǎn)。步驟二、山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)識別:找出地形特征點(diǎn)后，還要對其進(jìn)行分析判斷，找出哪些特征點(diǎn)是山脊點(diǎn)、哪些特征點(diǎn)是山谷點(diǎn)。最直觀判斷山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)的方法如圖2所示，即計(jì)算特征點(diǎn)C處等高線張角范圍內(nèi)某點(diǎn)D的高程，并與C點(diǎn)高程比較，如果D點(diǎn)的高程大于C點(diǎn)高程，則C點(diǎn)為山脊點(diǎn)；反之，C點(diǎn)為山谷點(diǎn)。此種方法看似簡單，但由于計(jì)算D點(diǎn)高程過程復(fù)雜，計(jì)算量大，影響判斷效率。本發(fā)明利用直線與曲線中的折線求交的方法(等高線由若干折線構(gòu)成)，簡化了計(jì)算過程。為減少計(jì)算量，提高計(jì)算效率，選用了一個(gè)距離閥值(本發(fā)明采用的是等高距的12倍)，這樣就把求交判斷限定在很小的一個(gè)范圍，從而減少了計(jì)算量，提高了計(jì)算的效率。山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)的判斷分以下3種情況進(jìn)行。1、如圖3所示，等高線為常規(guī)的規(guī)則形狀，C點(diǎn)為步驟⑴找出來的一個(gè)地形特征點(diǎn)，A點(diǎn)、B點(diǎn)為與C點(diǎn)同一條等高線上位于C點(diǎn)左右兩側(cè)且與C相鄰的點(diǎn)(曲線擬合的點(diǎn)或數(shù)字化點(diǎn))，D點(diǎn)為由AB連線的中點(diǎn)向C點(diǎn)相反方向所作垂線與相鄰等高線的交點(diǎn),D點(diǎn)的高程為該等高線的高程。如果D點(diǎn)的高程大于C點(diǎn)高程，則C點(diǎn)為山脊點(diǎn)；反之，C點(diǎn)為山谷點(diǎn)。2、如圖4、圖5所示，按第一種情況所述方法得到的D點(diǎn)為同一等高線上的點(diǎn)，則D點(diǎn)的高程與C點(diǎn)的高程相等，無法判斷C點(diǎn)是山脊點(diǎn)或山谷點(diǎn)，說明該特征點(diǎn)(C點(diǎn))位于山頂或山谷底處，或者特征點(diǎn)處的等高線為極不規(guī)則的等高線。對于此種情況，由AB連線的中點(diǎn)向C點(diǎn)相同方向作垂線，得到與相鄰等高線的交點(diǎn)D'(如圖3、圖4所示)，D'點(diǎn)的高程為該等高線的高程。如果D'點(diǎn)的高程小于C點(diǎn)高程，則C點(diǎn)為山脊點(diǎn)；反之，C點(diǎn)為山谷點(diǎn)。3、如圖6所示，由第二種情況得到的D'點(diǎn)的高程與C點(diǎn)的高程仍然相等，但是此時(shí)D'點(diǎn)與C點(diǎn)分屬于不同的等高線，則特征點(diǎn)位于地形鞍部處。通過以上幾個(gè)步驟，就可找出所有的山脊點(diǎn)和山谷點(diǎn)，為了方便而快速地生成山脊線和山谷線，將山脊點(diǎn)和山谷點(diǎn)用不同的鏈表分別存放。步驟三、生成山脊線、山谷線的判斷因子的確定:生成山脊線、山谷線應(yīng)遵循如下原則:①參考點(diǎn)與待判斷點(diǎn)間的距離在一限值內(nèi)；②待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)的連線應(yīng)處于等高線在參考點(diǎn)所張的夾角內(nèi)等高線在參考點(diǎn)與待判斷點(diǎn)處的張角方向應(yīng)基本相同山谷線、山脊線待判斷點(diǎn)的轉(zhuǎn)向角在一限值內(nèi)。從以上原則可以得出生成山脊線、山谷線時(shí)對應(yīng)的4個(gè)判斷因子:①距離因子S，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)間的距離；②夾角因子α 1，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)連線和參考點(diǎn)處等高線張角角平分線的夾角；③夾角因子α 2，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)兩點(diǎn)處的等高線張角角平分線的夾角；④夾角因子α 3，當(dāng)前連接特征線段與前一連接完畢的特征線段間的轉(zhuǎn)向角。步驟四、山脊線、山谷線的自動生成在生成特征線之前，應(yīng)先對山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)按其高程值大小進(jìn)行排序，山脊點(diǎn)按高程值由小到大排序，山谷點(diǎn)按高程值由大到小排序。連接山谷線是按高程值由高向低逐條線來搜索的，其搜索過程如下:第一步、先從所有未連線的山谷點(diǎn)中找出高程最高的山谷點(diǎn)(當(dāng)前參考點(diǎn))。第二步、從比此點(diǎn)高程低且高差最小的那條等高線上找山谷點(diǎn)，若山谷點(diǎn)不滿足步驟(3)提到的4條原則中的任一條，則此點(diǎn)不予考慮，繼續(xù)考察下一點(diǎn)；從所有山谷點(diǎn)找出滿足上面提到的4條原則的那一點(diǎn)，則此點(diǎn)為此特征線上的點(diǎn)。第三步、將剛找出的這點(diǎn)與當(dāng)前參考點(diǎn)相連結(jié)，組成此山谷線上的一個(gè)線段。第四步、從剛找出的那個(gè)山谷點(diǎn)(此時(shí)，該點(diǎn)為當(dāng)前參考點(diǎn))開始，重復(fù)第二步、第三步，繼續(xù)向下一條等高線尋找。
第五步、若在某山谷點(diǎn)搜索到的山谷線下一點(diǎn)已是別的山谷線上的點(diǎn)，或者在該山谷點(diǎn)處由于距離超限或角度超限，總之找不到山谷線的下一點(diǎn)時(shí)，說明此山谷線到此結(jié)束。第六步、重復(fù)以上五步，繼續(xù)提取下一條山谷線，直到結(jié)束。連接山脊線是高程值由低向高逐條線來搜索的，其搜索的原理和方法與連接山谷線時(shí)的相同。圖7為用本發(fā)明所提供的方法檢測到的實(shí)驗(yàn)區(qū)域等高線特征點(diǎn)圖，圖8為用本發(fā)明所提供的方法法得到的實(shí)驗(yàn)區(qū)域山脊線、山谷線圖。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法，其特征在于，所述根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法包括以下步驟: 確定地形的特征點(diǎn)； 對特征點(diǎn)分類，找出山脊點(diǎn)和山谷點(diǎn)； 確定生成山脊線和山谷線的判斷因子； 自動生成山脊線和山谷線。
2.如權(quán)利要求1所述的根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法，其特征在于，所述根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法的具體步驟如下: 采用Split方法，先用等高線的最左邊和最右邊的兩個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)，將閉合等高線分為兩部分，對于非閉合等高線選擇其兩個(gè)端點(diǎn)作為起始點(diǎn)，順序計(jì)算等高線上位于兩個(gè)起始點(diǎn)之間的每一個(gè)點(diǎn)距兩個(gè)起始點(diǎn)連線的垂距，并找出其最大垂距點(diǎn)，若該點(diǎn)處等高線張角小于給定的閥值，則該點(diǎn)為特征點(diǎn)； 利用直線與曲線中的折線求交的方法對山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)識別； 按照參考點(diǎn)與待判斷點(diǎn)間的距離在一限值內(nèi)，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)的連線應(yīng)處于等高線在參考點(diǎn)所張的夾角內(nèi)，等高線在參考點(diǎn)與待判斷點(diǎn)處的張角方向應(yīng)基本相同，山谷線、山脊線待判斷點(diǎn)的轉(zhuǎn)向角在一限值內(nèi)的原則確定生成山脊線、山谷線的判斷因子； 對山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)按其高程值大小進(jìn)行排序，山脊點(diǎn)按高程值由小到大排序，山谷點(diǎn)按高程值由大到小排序，按高程值由高向低逐條線來搜索山谷線，然后連接山谷線，山脊線、山谷線的自動生成。
3.如權(quán)利要求1所述的根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法，其特征在于，所述生成山脊線、山谷線的判斷因子為:距離因子S，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)間的距離，夾角因子α 1，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)連線和參考點(diǎn)處等高線張角角平分線的夾角，夾角因子α2，待判斷點(diǎn)與參考點(diǎn)兩點(diǎn)處的等高線張角角平分線的夾角，夾角因子α 3，當(dāng)前連接特征線段與前一連接完畢的特征線段間的轉(zhuǎn)向角。
4.如權(quán)利要求1所述的根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法，其特征在于，所述連接山谷線的搜索過程為: 第一步、先從所有未連線的山谷點(diǎn)中找出高程最高的山谷點(diǎn)； 第二步、從比此點(diǎn)高程低且高差最小的那條等高線上找山谷點(diǎn)，若山谷點(diǎn)不滿足生成山脊線和山谷線原則中的任一條，則此點(diǎn)不予考慮，繼續(xù)考察下一點(diǎn)；從所有山谷點(diǎn)找出滿足上面提到的原則的那一點(diǎn)，則此點(diǎn)為此特征線上的點(diǎn)； 第三步、將剛找出的這點(diǎn)與當(dāng)前參考點(diǎn)相連結(jié)，組成此山谷線上的一個(gè)線段； 第四步、從剛找出的那個(gè)山谷點(diǎn)開始，重復(fù)第二步、第三步，繼續(xù)向下一條等高線尋找； 第五步、若在某山谷點(diǎn)搜索到的山谷線下一點(diǎn)已是別的山谷線上的點(diǎn)，或者在該山谷點(diǎn)處由于距離超限或角度超限，總之找不到山谷線的下一點(diǎn)時(shí)，說明此山谷線到此結(jié)束；第六步、重復(fù)以上五步，繼續(xù)提取下一條山谷線，直到結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法，所述根據(jù)矢量等高線數(shù)據(jù)自動提取地性線的方法包括以下步驟確定地形的特征點(diǎn)；對特征點(diǎn)分類，找出山脊點(diǎn)和山谷點(diǎn)；確定生成山脊線和山谷線的判斷因子；自動生成山脊線和山谷線；本發(fā)明通過利用矢量等高線的曲線的特征和幾何形態(tài)分析的方法確定山脊點(diǎn)、山谷點(diǎn)等地形特征點(diǎn)，然后連接地形特征點(diǎn)形成山脊線、山谷線等地形特征線，識別速度高，并且提取出來的山脊線和山谷線等地形特征線與實(shí)際地形變化也是相符合的，同時(shí)能有效避免人工提取所帶來的誤差，本發(fā)明可以用于從數(shù)字化地形資料中提取地形輪廓線，此外，本發(fā)明操作方便，方法簡單，有著很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號G06K9/46GK103177258SQ20131012177
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者靳海亮, 張光勝, 許傳陽, 馬春艷, 傅建春, 李曉霞 申請人:河南理工大學(xué)