[發明專利]面向矢量線數據的直線形狀空間檢索方法

有效

• 申請號: 202011285164.5
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112269951B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 楊岸然;劉澤邦;陳犖;鐘志農;吳燁;賈慶仁;歐陽雪;李思婕
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F16/9537
• 分類號: G06F16/9537
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 戚星

本發明公開的屬于空間檢索技術領域，具體為面向矢量線數據的直線形狀空間檢索方法，采用OSM開源路網數據，實現了對直線形狀的空間檢索：首先提出“平直度”概念描述線要素平直情況，并根據信息熵原理提出“平直度信息量”用以度量平直度大小：平直度信息量通過選取影響線狀要素平直度的幾何形態特征計算得來，其值越大表示線要素越平直；接著提出線要素平直序列分段模型，定義線要素上滿足設定偏振和彎曲條件的點為最大偏振點和彎曲點。該面向矢量線數據的直線形狀空間檢索方法，檢索效果與人的認知效果相符，檢索時間快，并且不受旋轉、縮放和平移的影響。

技術領域

本發明涉及空間檢索技術領域，具體為面向矢量線數據的直線形狀空間檢索方法。

背景技術

形狀是物體的基本特征，基于柵格和矢量數據實現形狀的識別和檢索均有一定的研究成果：在柵格數據方面，在模式識別和圖像處理領域中對形狀的識別研究成果較為豐富，研究主要集中在對遙感影像的分析處理，主要方法可分為基于區域、基于邊界和基于結構，例如模板匹配、矩方法、分形維數等方法，其不足之處在于運算量大、準確率不高。在矢量數據方面，空間目標形狀的認知是空間認知的基本問題之一，針對形狀的空間檢索成為新的研究方向，利用傅立葉描述子進行模板匹配實現對實現了對建筑物形狀的查詢；采用形狀中心點進行唯一標識實現面實體的匹配；利用多級弦長函數和中心距離函數從整體到局部逐級描述幾何形狀，建立了多尺度空間數據幾何相似性度量模型；提出向心包絡算法以此實現形狀度量；給出了異構數據集間進行空間場景相似性的特征描述和評價方法；提出融合區域和邊界的形狀特征提取算法。以上方法均基于面數據實現形狀的檢索，其原理為幾何形狀相似性度量。在線數據方面，現有對形狀的研究側重于實現多尺度下或多源數據中線要素同名實體的匹配和合并、線要素數據變化檢測、等高線的內插、線要素的形態特征單元識別等，根據拐點將線要素劃分為彎曲序列，并選取彎曲幾何特征計算得彎曲幾何信息量，該方法可用于評價線要素平直情況。

綜上所述，柵格數據中對形狀的識別研究成果豐富但計算效率低、準確率不高；矢量數據對形狀的檢索主要針對面數據，而對線數據形狀的檢索研究很少。直線作為線狀地物的最基本形狀，直線形狀的檢索在設備布設、路線規劃、車輛測試等軍民用方面均有重要意義。當前直線提取的主要方法為模式識別和圖像匹配領域中Hough變換、區域生長、模板匹配等，并且數據來源主要為遙感圖像，存在提取數據量小、運算量大、準確率不高、提取過程中受到圖像中其它地物的影響等問題。所以發明方法檢索效果與人的認知效果相符，檢索時間快，并且不受旋轉、縮放和平移的影響。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施方式的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施方式。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

因此，本發明的目的是提供面向矢量線數據的直線形狀空間檢索方法，檢索效果與人的認知效果相符，檢索時間快，并且不受旋轉、縮放和平移的影響。

為解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，本發明提供了如下技術方案：

面向矢量線數據的直線形狀空間檢索方法，其包括以下步驟：

S1：選擇一條線要素，根據偏振信息量I_shock的公式進行分段，計算線上點到基線的最大偏振d_max，當其大于設定閾值δ_d則識別該點進行分段，再對分段后的子段序列如此反復判定，直至第一次分段完成，得到基于最大偏振點分段后的子段序列{seg₁，…，seg_i}，i為子段數目；