[發明專利]非標準地圖的半自動數字化方法

有效

• 申請號: 201210199269.8
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN102800052A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 支俊俊;荊長偉;林聲盼;吳嘉平
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;H04N1/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及圖形數字化技術，具體涉及一種適用于鄉鎮規劃圖，農業、林業區劃圖，土壤、地形、地質和水文等諸多領域的非標準地圖的半自動數字化方法。

背景技術

迄今為止各行各業已編繪和積累了大量的紙質線劃地圖(矢量地圖)，有些年代很久，難免產生破損、陳舊。例如，在1979-1985年間，全國開展了第二次土壤普查，大部分鄉鎮完成了1∶1萬土壤圖，縣(區)則完成1∶5萬土壤圖。這些圖件大部分是手工完成，沒有統一要求和標準，沒有正式出版，不同地方的圖件質量可有較大的差別，我們稱這些圖件為非標準矢量地圖。

隨著信息科學與空間技術、現代計算技術的飛速發展，地理信息系統(GIS)、遙感(RS)和全球定位系統(GPS)在各個領域的廣泛應用，客觀上需要對這些珍貴歷史圖件進行數字化。盡管，已有較好的技術對標準地圖進行有效的數字化方法，但是，針對大量存在的非標準矢量地圖，目前仍未見有完整、快速、高效和準確的方法來完成這一工作。僅以土壤圖為例，美國的自然資源保護局自1990年就開始組織在全國范圍內進行1∶2～2.4萬詳細比例尺土壤調查紙質圖的矢量化工作。一般的州要聘請10多位工人和專業技術人員，花費5～10年的時間以及超過200萬美元的費用。但該項目周期長、耗資大，至今美國仍沒有全部完成全國的工作(詳見網站websoilsurvey.nrcs.usda.gov)。我國這方面的工作則更是延后。至今為止，還沒有見到任何一個省/自治區已經全部完成大比例尺土壤詳查圖的數字化工作的相關報道。

標準化的、正式出版的矢量地圖由于其質量高，線條連續、均勻、清晰，目前已有比較成熟的自動矢量化方法。然而，針對標準紙質矢量地圖的數字化方法并不適用于非標準矢量地圖。由于非標準紙質矢量地圖普遍存在著諸如線條不清晰、線條粗細不均或經常有斷線等問題，這些問題的普遍存在大大增加了數字化的難度。若采用已有的針對標準紙質矢量地圖的自動數字化方法，會由于上述問題的存在生成大量的不連續矢量化線條，需要人工參與進行判讀修正，反而增大了工作量；若采用目前應用較為普遍的常規手工數字化方法則是工作量大、效率低。這些問題的普遍存在大大增加了數字化的難度，現有技術針對非標準矢量地圖的數字化處理存在缺少準確、高效的矢量化方法的難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種圖像處理精度好、效率高、工作量低、周期短、應用范圍廣的非標準地圖的半自動數字化方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種非標準地圖的半自動數字化方法，其實施步驟如下：

1)掃描獲取原始紙質非標準地圖的柵格圖像，將所述柵格圖像進行地理空間配準和校正，將校正后的柵格圖像二值化處理；

2)建立線性矢量圖層，將所述線性矢量圖層賦予與所述校正后柵格圖像一致的地理空間參照系統；

3)將線性矢量圖層疊加至二值化處理后的柵格圖像且使線性矢量圖層位于上層，識別并捕捉柵格圖像中的線條的中線；對捕捉到柵格圖像中的線條的中線逐一進行自動追蹤，并對每一條自動追蹤的線條進行斷線、端點人工判別并進行矢量化處理得到矢量圖像；

4)參照原始紙質非標準地圖對矢量圖像中的地圖要素進行屬性賦值，將屬性賦值后的矢量圖像進行檢查、修正；

5)將修正后的矢量圖像重新建立矢量圖像的拓撲關系，檢查并修正矢量圖像中的重疊和間隙等拓撲錯誤，最終得到數字化處理完畢的矢量圖像。

作為本發明上述技術方案的進一步改進：

所述步驟4)之前還包括將矢量圖像的線狀要素轉換為面狀要素提取矢量圖像中的土壤圖斑、城鎮和面狀水體等面狀信息。

所述步驟1)中掃描獲取原始紙質非標準地圖的柵格圖像的掃描分辨率為200～300DPI。

所述步驟1)中將柵格圖像進行地理空間配準和校正具體步驟如下：在所述柵格圖像中選擇20～30個清晰明顯的且不易隨時間而變化的地面控制點，然后根據所述地面控制點通過一次多項式、或者二次多項式、或者三次多項式進行配準和校正。

本發明具有下述優點：

1、本發明的非標準地圖的半自動數字化方法針對非標準紙質地圖，通過柵格捕捉、自動追蹤、人工判讀識別交互進行的半自動數字化方法，能有效的解決標準矢量地圖自動數字化方法在非標準矢量地圖矢量化工作過程中的不適用和常規手工數字化方法的精度與效率低下問題，在保證精度的同時，可顯著提高工作效率，具有圖像處理精度好、圖像處理效率高、處理工作量低、處理周期快的優點。