[發明專利]一種航海圖等深線平滑性的評估方法

有效

• 申請號: 201810356765.7
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108681561B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 賈帥東;張立華
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍大連艦艇學院
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06T7/00;G06T7/60
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種航海圖等深線平滑性的評估方法，其特征在于：

a、讀取海圖上某條等深線上全部節點的平面位置的圖上坐標；

b、提取等深線上的第一個節點，記作當前節點；

c、判斷當前節點是否為該等深線上的首(或末)個節點，如果是，進入步驟d；反之，提取等深線上當前節點的前一個和后一個節點，記作前節點、后節點，進入步驟f；

d、判斷該等深線是否為閉合等深線，如果是，進入步驟e，反之進入步驟i；

e、如果當前節點是等深線上的首個節點，則提取等深線的末個節點和后一個節點，記作前節點、后節點，如果當前節點是等深線上的末個節點，則提取等深線的前一個節點和首個節點，記作前節點、后節點；

f、將當前節點與前節點連接的線段記作前線段、當前節點和后節點連接的線段記作后線段、前節點和后節點連接的線段記作對線段，計算前線段與后線段的夾角為α_i、對線段的圖上長度d_i-1,i+1，計算α_i與d_i-1,i+1比值，作為等深線在當前節點處的彎曲度為ξ_i；

g、將前線段和后線段組合成一條折線，采用二次B樣條曲線擬合方法對該折線進行曲線擬合，計算當前節點到擬合曲線的最短距離，作為等深線在當前節點處的光滑離差γ_i；

h、求取當前節點、前節點、后節點為頂點所構三角形的外接圓，計算前線段、后線段到外接圓對應圓弧的弦距取兩弦距的最大值，作為等深線在當前節點處的最大弦距

i、提取等深線上下一個節點作為當前節點，循環步驟c～h，直至所有節點遍歷完畢為止；

j、根據等深線在每個二維節點處計算出的彎曲度ξ_i、光滑離差γ_i、弦距計算等深線的彎曲度ξ、光滑離差γ和最大弦距d_max，計算方法為：

2.根據權利要求1所述的一種航海圖等深線平滑性的評估方法，其特征在于：所述步驟f中，將當前節點與前節點連接的線段記作前線段、當前節點和后節點連接的線段記作后線段、前節點和后節點連接的線段記作對線段，計算前線段與后線段的夾角為α_i、對線段的圖上長度d_i-1,i+1，計算α_i與d_i-1,i+1比值，作為等深線在當前節點處的彎曲度為ξ_i；設當前節點、前節點、后節點的平面坐標依次為(x_i,y_i)，(x_i-1,y_i-1)，(x_i+1,y_i+1)，則α_i、d_i-1,i+1、ξ_i的計算公式依次為：

3.根據權利要求1所述的一種航海圖等深線平滑性的評估方法，其特征在于：所述步驟g中，將前線段和后線段組合成一條折線，采用二次B樣條曲線擬合方法對該曲線進行曲線擬合，計算當前節點到擬合曲線的最短距離，作為等深線在當前節點處的光滑離差γ_i；其計算方法如下：

設當前節點、前節點、后節點的平面坐標依次為(x_i,y_i)，(x_i-1,y_i-1)，(x_i+1,y_i+1)，其所組成的折線采用二次B樣條曲線擬合的矩陣形式為：

在擬合曲線上等間距取100個間隔點，這些等間隔點的平面坐標為：

計算當前節點到這些等間隔點的距離，取其中的最小值作為等深線在當前節點處的光滑離差γ_i：

4.根據權利要求1所述的一種航海圖等深線平滑性的評估方法，其特征在于：所述步驟h中，求取當前節點、前節點、后節點為頂點所構三角形的外接圓，計算前線段、后線段到外接圓對應圓弧的弦距取兩弦距的最大值，作為等深線在當前節點處的最大弦距其計算方法如下：

設當前節點、前節點、后節點的平面坐標依次為(x_i,y_i)，(x_i-1,y_i-1)，(x_i+1,y_i+1)，計算三角形外接圓的圓心O坐標和半徑r_i：

分別計算出圓心O到前線段、后線段的距離

取兩弦距的最大值，作為等深線在當前節點處的最大弦距