[發明專利]一種帶有干擾像素的柵格分區圖自動矢量化方法

有效

• 申請號: 201610509107.8
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107564078B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 趙斌濱;程永鋒;馬國璽;劉華清;吳小平;歐文浩;費香澤;賀雷;徐熙語
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;北京中地時空數碼科技有限公司;國網河北省電力公司
• 主分類號: G06T11/40
• 分類號: G06T11/40;G06T9/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供一種帶有干擾像素的柵格分區圖自動矢量化方法，通過對柵格分區圖進行校正；對柵格分區圖進行交互式監督分類，得到單波段柵格數據；對單波段柵格數據進行柵格轉面，得到干擾面圖層；切分干擾面圖層中的面圖元；消除干擾面圖層。本發明提出的方法實現了分區柵格圖的自動矢量化，快速準確且方法具有一定的普適性，對分區柵格圖的圖像質量寬容度比較大，能夠允許圖像上出現各種干擾像素；實現了帶有干擾像素的分區柵格圖的自動矢量化。

技術領域

本發明涉及GIS圖像處理領域，具體涉及一種帶有干擾像素的柵格分區圖自動矢量化方法。

背景技術

GIS地理數據分為柵格數據和矢量數據，兩類數據在地理應用中各有優缺點，所以在數據應用分析時經常需要兩者相互轉換。矢量轉柵格比較容易，但柵格轉矢量的難度往往就比較大了。當前主流的GIS軟件提供了一些自動矢量化的工具，但這些工具的應用條件非常苛刻，很少有柵格數據能達到這些要求，而且這些工具的自動矢量化結果多數也不太可靠。因此，目前多數矢量化工作還不得不靠人工完成，雖然人工矢量化效率很低，也難免會有一些誤差。針對矢量化技術面臨的困境，當前可行的思路是針對柵格數據源的特點，針對性地研究特定柵格數據的自動矢量化方法。本發明的自動矢量化方法即是針對柵格分區圖提出的，且允許柵格分區圖中有各種干擾像素存在。

本發明所針對的柵格分區圖是根據矢量數據生成的一種專題地圖，為JPG、PNG等常見圖片格式。本發明的方法是要把這些圖片格式再還原接近原始矢量圖的一個矢量文件，其最終結果是去除了干擾的分區面圖層。這種需求在當下大量存在，尤其是經常以GIS為制圖工具的一些應用行業，如電力、國土、地質、通信等，在其設計、建設和運維過程中，經常需要基于大量基礎數據的理論研究，然而通常較容易搜集到的數據往往是一些已經制成專題圖的柵格圖，其圖像質量參差不齊，對應的原始矢量數據由于丟失、保密或獲取渠道困難等原因難以得到，這時就必須把柵格圖轉為矢量數據才能做進一步的科學研究。

本發明中的干擾像素是原始柵格圖中顏色不在分區專題色表范圍內的像素，這些干擾像素會對圖像分類產生不良影響。干擾像素通常有以下幾種形式：

1、柵格分區圖常常作為專題圖出現，所以經常會被添加上道路、居民點、行政區劃界線、地名等基礎地理信息圖層，這些圖層會把分區信息完全覆蓋，而被覆蓋的分區信息是不可能被完全準確地恢復出來的。

2、半透明的干擾圖層對圖像分類產生了極大的干擾，其疊加顯示結果產生了種類繁多的干擾顏色，這些顏色是不屬于分區圖的色表范圍內的。

3、抗鋸齒是為了獲得更好的圖像可視效果而做的一種處理，抗鋸齒處理會在圖像上不同顏色塊的交界處產生過渡色，以減少柵格圖中的鋸齒現象，而這種過渡色對圖像分類是一種干擾。

4、目前常用的圖片格式中有些是有損壓縮的，如JPEG和GIF。圖像有損壓縮會在任意兩個色塊的交界處產生比較嚴重的噪聲，導致大面積的顏色失真。這些噪聲是不均勻分布的，規律性不強。圖像壓縮程度越厲害，噪聲越強。

以上四種是矢量分區專題圖直接輸出成柵格圖時常見的干擾像素的來源。如果這些柵格分區圖后期又經過了內插法的重采樣或經打印再掃描成圖片的過程，則會產生更嚴重的圖像失真，產生更多的干擾像素。干擾像素的存在是自動矢量化的最大障礙，柵格分區圖自動矢量化的難點就在于如何自動去除這些干擾像素。

發明內容

有鑒于此，本發明提供的一種帶有干擾像素的柵格分區圖自動矢量化方法，該方法實現了分區柵格圖的自動矢量化，快速準確且方法具有一定的普適性，對分區柵格圖的圖像質量寬容度比較大，能夠允許圖像上出現各種干擾像素；實現了帶有干擾像素的分區柵格圖的自動矢量化。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種帶有干擾像素的柵格分區圖自動矢量化方法，所述方法基于圖像分類和空間分析，對帶有干擾像素的柵格分區圖進行自動矢量化；所述方法包括如下步驟：