[發明專利]利用等值線數據提取槽脊特征點與槽脊特征線的方法、天氣圖分析方法

有效

• 申請號: 201810786117.5
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN109102538B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 劉敦龍;胡文東;羅飛;舒紅平;唐鏨釗
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60;G06T5/00
• 代理公司: 成都賽恩斯知識產權代理事務所(普通合伙) 51212
• 代理人: 張帆

1.利用等值線數據提取槽脊特征點的方法，用于在等值線數據場中提取槽脊特征點；其特征在于：

對于非閉合等值線，以等值線上3個點為一組，計算每組3點構成的夾角α，若夾角α≤角度閾值θ，記錄該組第2點，否則放棄該組3個點；所述每組3點間隔等值線上7～10個點，所述角度閾值θ取值為θ∈[175,180)；依次遍歷所有等值線上所有點，記錄所有符合角度閾值條件的點；將等值線上連續記錄的點記為一個序列S，確定每個序列S構成弧線的頂點，所得頂點即為槽脊特征點；

對于閉合等值線，等值線上所有點均為槽脊特征點。

2.權利要求1所述的利用等值線數據提取槽脊特征點方法在天氣圖分析、地形圖分析中的應用。

3.利用權利要求1所述提取槽脊特征點的方法實現的利用等值線數據提取槽脊特征線的方法，其特征在于：

首先提取槽脊特征點，其次識別槽脊特征點的槽/脊性質，最后分別根據槽點/脊點生成槽線/脊線；

所述識別槽脊特征點的槽/脊性質的方法是：若槽脊特征點位于非閉合等值線上所有槽脊特征點的非兩端位置，實施方案一；若槽脊特征點位于非閉合等值線上所有槽脊特征點的兩端位置，實施方案二；若槽脊特征點位于閉合等值線上，實施方案三：

方案一：沿等值線走向依次取3個槽脊特征點組成1個識別組，計算3點的兩個向量外積，若等值線走向與等值線風向相同且向量外積大于0，判斷識別組中心點為脊點，若等值線走向與等值線風向相同且向量外積小于0，判斷識別組中心點為槽點；若等值線走向與等值線風向相反且向量外積大于0，判斷識別組中心點為槽點，若等值線走向與等值線風向相反且向量外積小于0，判斷識別組中心點為脊點；所述等值線走向是等值線生成方向，所述等值線風向是采用氣象學中依高空等壓線數據判斷風向的方法確定的矢量方向；

方案二：確定槽脊特征點所在序列S，依次選取序列S前端點、槽脊特征點、序列S后端點組成1個識別組，余后與方案一相同；

方案三：計算閉合等壓線的幾何中心坐標，若幾何中心數據值小于等值線外周圍數據值，判斷該等值線上所有點均為槽點，反之判斷均為脊點。

4.根據權利要求3所述的利用等值線數據提取槽脊特征線的方法，其特征在于：所述分別根據槽點/脊點生成槽線/脊線中，

生成槽線時，首先依據每個槽點的數據值將槽點做升序排列得到序列Z，再將槽點歸簇，最后連接同一簇所有槽點得到一條槽線；歸簇的方法是：取序列Z中的第一個槽點z₁作為歸簇起點，從Z中取出z₁，計算槽點z₁與相鄰等值線上所有槽點的距離d，找出存在最小距離d_min的槽點z_i，若符合條件閾值，將z_i與z₁歸為一簇，再從Z中取出z_i，以z_i作為歸簇起點，繼續尋找相鄰等值線上可以歸簇的槽點z_j，再以z_j作為歸簇起點，繼續尋找相鄰等值線上可以歸簇的槽點，直到無法找到符合距離閾值條件的槽點，完成本次歸簇，退出本次歸簇循環，本次歸簇的所有槽點標記為同一簇槽點；然后，再從Z已歸簇槽點的剩余槽點中的第1個槽點開始第二次歸簇循環，標記同一簇槽點；依次完成所有符合距離閾值條件的槽點歸簇；每次歸簇循環采用相同的距離閾值條件，所述閾值條件是即d_min＜距離閾值D，距離閾值D取值為D＜13個單位，以每一經緯度為一個單位；

生成脊線時，首先依據每個脊點的數據值將脊點做降序排列，再將脊點歸族，最后連接同一簇所有脊點得到脊線，脊點歸簇方法及距離閾值D與槽點歸簇相同。

5.根據權利要求4所述的利用等值線數據提取槽脊特征線的方法，其特征在于：利用貝塞爾曲線擬合同一簇所有槽點或脊點得到一條槽線或脊線。

6.權利要求3或4或5所述的利用等值線數據提取槽脊特征線的方法在天氣圖分析、地形圖分析中的應用。