[發(fā)明專(zhuān)利]一種stroke特征約束的樹(shù)狀河系層次關(guān)系構(gòu)建及簡(jiǎn)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710516385.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107315813B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李成名;吳偉;殷勇;武鵬達(dá);郭沛沛;馬照亭;王偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G06F16/29
• 分類(lèi)號(hào): G06F16/29;G06T11/20
• 代理公司: 北京華仲龍騰專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發(fā)明公開(kāi)了一種stroke特征約束的樹(shù)狀河系層次關(guān)系構(gòu)建及簡(jiǎn)化方法，根據(jù)實(shí)際空間數(shù)據(jù)庫(kù)中樹(shù)狀河系的組織方式，建立包含語(yǔ)義特征、幾何特征和拓?fù)涮卣鞯臉?shù)狀河系的有向拓?fù)錁?shù)；再綜合stroke對(duì)象語(yǔ)義、幾何特征及拓?fù)涮卣鳎瑥暮涌诔霭l(fā)，采取下游向上游追蹤構(gòu)建stroke特征約束的樹(shù)狀河系，依據(jù)stroke特征約束的樹(shù)狀河系自動(dòng)識(shí)別包括河流間距與河網(wǎng)密度的結(jié)構(gòu)特征，根據(jù)河系層次關(guān)系的簡(jiǎn)化方法，實(shí)現(xiàn)樹(shù)狀河系的自動(dòng)簡(jiǎn)化。本發(fā)明簡(jiǎn)化了人工操作，自動(dòng)化程度高，且能夠有效地智能識(shí)別河系空間分布特征，準(zhǔn)確率提高，精確度提高。本發(fā)明保持河系的整體空間分布結(jié)構(gòu)方面效果良好，保證了簡(jiǎn)化后圖形保持河系的基本輪廓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地圖制圖與地圖綜合領(lǐng)域，具體是一種stroke特征約束的樹(shù)狀河系層次關(guān)系構(gòu)建及簡(jiǎn)化方法。

背景技術(shù)

河系描述了自然河流的網(wǎng)絡(luò)連通與分布情況，是主要的基礎(chǔ)地理信息要素之一，在地圖表達(dá)時(shí)是不可或缺的骨架。河系通常包括樹(shù)枝狀、格狀、羽毛狀等類(lèi)型，其中樹(shù)狀河系具有明顯的層次結(jié)構(gòu)和密度特征，主流、支流蘊(yùn)含著空間上的“父子關(guān)系”，既無(wú)環(huán)路，河網(wǎng)密度又存在區(qū)域性差異。因此，當(dāng)對(duì)樹(shù)狀河系進(jìn)行綜合選取時(shí)，必須保持這些主干河流，而且能夠反映河系的空間結(jié)構(gòu)特征和河網(wǎng)的密度差異，實(shí)際選取過(guò)程中主觀經(jīng)驗(yàn)判斷處理較多，致使自動(dòng)化水平不高，也直接導(dǎo)致了該領(lǐng)域的研究演變?yōu)闊狳c(diǎn)和難點(diǎn)。

河流選取模型通常包括一元回歸、多元回歸、開(kāi)方根等簡(jiǎn)單選取模型及模糊數(shù)學(xué)、綜合指標(biāo)等結(jié)構(gòu)化綜合模型。其中，一元回歸模型、多元回歸模型分別依據(jù)單位面積內(nèi)河流長(zhǎng)度、河流長(zhǎng)度與條數(shù)關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)河流的選取；方根模型則依據(jù)地物要素選取數(shù)量與地圖比例尺之間的關(guān)系，通過(guò)計(jì)算確定新比例尺下的河流數(shù)量進(jìn)行選取。簡(jiǎn)單選取模型往往缺少對(duì)于河流空間結(jié)構(gòu)的考慮。結(jié)構(gòu)化綜合是指顧及地圖要素分布特點(diǎn)及規(guī)律的綜合。河系結(jié)構(gòu)化綜合通常包括模糊數(shù)學(xué)模型和綜合指標(biāo)模型等。其中，模糊數(shù)學(xué)模型考慮了河流的長(zhǎng)度、密度、相對(duì)重要性和河網(wǎng)類(lèi)型等因素，從而建立模糊綜合評(píng)判矩陣進(jìn)行河流選取；綜合指標(biāo)模型則分析河系簡(jiǎn)化涉及的多種因素，以河流長(zhǎng)度為主要依據(jù)，并輔以河網(wǎng)密度和河流所處層次等標(biāo)準(zhǔn)，從而將河流等級(jí)、長(zhǎng)度、層次組合起來(lái)進(jìn)行河流選取。然而，結(jié)構(gòu)選取模型能夠顧及河系密度差異確定河流選取標(biāo)準(zhǔn)，但是處理過(guò)程復(fù)雜，難以自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)。概括有關(guān)以上兩類(lèi)模型的現(xiàn)有研究，鮮見(jiàn)綜合應(yīng)用河系數(shù)量、語(yǔ)義、幾何、拓?fù)洹⒔Y(jié)構(gòu)特征來(lái)進(jìn)行河系選取的方法，更缺乏特征智能識(shí)別的研究，這也是容易導(dǎo)致簡(jiǎn)化后河系的空間分布特征遭到破壞的重要原因。

基于層次關(guān)系的河系簡(jiǎn)化方法為綜合集成應(yīng)用河流選取多項(xiàng)指標(biāo)提供了一種較好的解決思路，其本質(zhì)是依據(jù)河系樹(shù)來(lái)確定河系的層次關(guān)系，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行逐層選取。河系樹(shù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建基于Paiva提出的兩個(gè)重要角度假設(shè)：“180°假設(shè)”和“銳角假設(shè)”，結(jié)合河段之間的父子關(guān)系，以河源向下游追蹤的方式構(gòu)建河系樹(shù)，與此同時(shí)確定河流的層次關(guān)系。毋河海較早研究了河系樹(shù)結(jié)構(gòu)的建立方法，并提出了河系遞歸特征的樹(shù)結(jié)構(gòu)模型，但主流干流仍靠長(zhǎng)度識(shí)別或者人工指定；郭慶勝等根據(jù)子河系呈現(xiàn)的空間特征，提出利用空間推理的方法確定水流流向和主支流層次關(guān)系，豐富擴(kuò)展了“180°假設(shè)”和“銳角假設(shè)”的應(yīng)用范圍；Thomson等提出基于知覺(jué)組織原則構(gòu)建河流stroke方法，卻僅涉及到建立河系樹(shù)某些環(huán)節(jié)的處理，并未形成完整的解決方案；張園玉等結(jié)合樹(shù)狀河系自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和圖論思想，提出了基于圖論的河系結(jié)構(gòu)模型，盡管簡(jiǎn)化了人工操作，自動(dòng)化程度仍有欠缺。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種stroke特征約束的樹(shù)狀河系層次關(guān)系構(gòu)建及簡(jiǎn)化方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種stroke特征約束的樹(shù)狀河系層次關(guān)系構(gòu)建及簡(jiǎn)化方法，包括以下步驟：

A、根據(jù)實(shí)際空間數(shù)據(jù)庫(kù)中樹(shù)狀河系的組織方式，研究基于樹(shù)狀河系有向拓?fù)錁?shù)(DTT) 的河系特征智能識(shí)別方法；