[發(fā)明專利]一種基于灰度匹配的自動化火成巖分類方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710367360.9
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107194401B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐詩宇;李安波;張文涵
• 申請（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號: G06K9/38
• 分類號: G06K9/38;G06K9/62
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

本發(fā)明公開了一種基于灰度匹配的自動化火成巖分類方法，具體包括步驟為：基于QAPF圖版，生成灰度圖像；基于火成巖礦物含量，生成投點坐標(biāo)；基于哈希表集合與投點處灰度值，快速獲取火成巖分類命名。本發(fā)明能在火成巖QAPF等標(biāo)準(zhǔn)灰度圖圖版的基礎(chǔ)上，通過火成巖礦物成分投點、投點位置灰度值獲取、基于哈希表集合快速獲取火成巖名稱等環(huán)節(jié)，快速實現(xiàn)火成巖的自動化分類命名。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，算法復(fù)雜度較低，且解決了圖版邊界線上火成巖的種類分類問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖石學(xué)領(lǐng)域，特別是一種基于火成巖QAPF圖版灰度匹配的自動化火成巖分類方法。

背景技術(shù)

隨著對火成巖地區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的不斷深入和發(fā)展,在全球性火成巖綜合研究以及全球性巖石數(shù)據(jù)庫建庫等工作中，火成巖的分類命名統(tǒng)一問題一直被世界各國地質(zhì)學(xué)家關(guān)注。國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(IUGS)火山巖系統(tǒng)學(xué)小組委員會在1974年提出了一套QAPF火成巖分類系統(tǒng)(quartz(Q),Alkali feldspars(A),plagioclase feldspars(P),andfeldspars(F))，目前該方案已經(jīng)被世界各地的地質(zhì)學(xué)家接受，并在國際上得到了廣泛使用。

在火成巖分類命名工作中,傳統(tǒng)基于QAPF圖版的手工投點方法，存在投點不夠精確及自動化程度不高等問題。為解決這一問題，中國地質(zhì)大學(xué)魏惠珊研究了一種火成巖分類圖自動化分類命名的方法(參見《火成巖分類命名自動處理系統(tǒng)及其應(yīng)用》，魏惠珊，中國地質(zhì)大學(xué)(北京)碩士學(xué)位論文，2007)，其研究思路為：在矢量化QAPF圖版的基礎(chǔ)上，基于判斷點是否在多邊形內(nèi)部的算法自動化判斷投點所在區(qū)域。該方法雖提高了火成巖分類的自動化程度，但判斷投點區(qū)域的算法復(fù)雜度較高，且未能有效解決投點在圖版邊界線上時的命名問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種基于灰度匹配的自動化火成巖分類方法，該火成巖分類方法直接在火成巖QAPF灰度圖圖版的基礎(chǔ)上，通過基于火成巖礦物成分的投點位置獲取、投點位置灰度值獲取、基于哈希表集合快速獲取火成巖名稱等環(huán)節(jié)，可快速實現(xiàn)火成巖的自動化分類命名，且基于面積優(yōu)先原則，有效解決了投點在圖版邊界線上時的火成巖命名問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于灰度匹配的自動化火成巖分類方法，包括如下步驟。

步驟1，基于標(biāo)準(zhǔn)分類圖版的灰度圖像生成：將標(biāo)準(zhǔn)分類圖版進行預(yù)處理，形成灰度圖像，具體過程包括如下步驟。

步驟11，分類圖矢量化：使用矢量數(shù)據(jù)編輯軟件，基于標(biāo)準(zhǔn)QAPF分類圖版創(chuàng)建面狀圖層PolygonLayer。

步驟12，區(qū)域灰度賦值：根據(jù)下述公式(1)，對步驟1創(chuàng)建的面狀圖層PolygonLayer中各火成巖的分區(qū)要素進行灰度計算，并按計算的灰度值對相應(yīng)區(qū)域進行灰度賦值填充；區(qū)域灰度賦值填充完成后，得到灰度圖像I。

其中，GV為灰度值；Fid為面狀圖層PolygonLayer中不同分區(qū)要素的字段值，且Fid＝{0,1,…,N}；N為面狀圖層PolygonLayer的分區(qū)要素數(shù)；為下取整函數(shù)；

步驟13，生成灰度值-火成巖名稱對照表：將步驟12計算的灰度值與面狀圖層PolygonLayer中對應(yīng)區(qū)域的火成巖名稱相對應(yīng)，形成灰度值-火成巖名稱對照表；然后，將形成的火成巖的灰度值-火成巖名稱對照表信息，存入哈希表容器H1中，其中邊界灰度值記為255。

步驟14，生成灰度值-面積對照表：對步驟11創(chuàng)建的面狀圖層PolygonLayer中各火成巖的分區(qū)要素進行面積計算，并將計算的面積與對應(yīng)區(qū)域的灰度值相對應(yīng)，形成灰度值-面積對照表；然后，將形成的灰度值-面積對照表信息，存入哈希表容器H2中。

步驟2，基于礦物含量的投點坐標(biāo)生成，具體包括如下四個步驟。