電子地圖地理對象的智能識別研究與系統實現

地理信息的提取和識別是地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)發展的基礎和迫切需要。自動矢量化因其效率、精度、自動化程度和可靠性方面的顯著優勢，已經成為獲取地理信息的主要途徑之一。 該文在研究和分析了目前具有代表性的掃描圖像矢量化方法的基礎上，仔細分析了彩色地圖中圖形對象的特點，依據圖像處理、小波邊緣檢測、數學形態學等理論方法對圖像進行預處理，正確提取出各地理對象的邊緣，然后采用一種面向對象的矢量化方法對處理后的圖像進行矢量化，并基于此理論在PC機上用VC++6.0編程語言實現了一個自動矢量化實驗系統。 圖像預處理部分為RGB圖像進行分析；RGB圖像的灰度化；灰度圖像的增強；增強后灰度圖像的邊緣檢測。其中的邊緣檢測采用的二進小波多尺度邊緣檢測的方法，該方法較普通的小波檢測、Canny算子檢測、Sobel算子檢測等方法具有明顯的優點，可以有效的取出地圖中的文字標注等信息，正確的提取出地理對象的邊緣。 矢量化部分采用了面向對象的思想，設計了圖形對象的類繼承層次，把組成地圖的地理要素分為線，符號和文本三類。其中線對象又派生出直線、圓弧(圓)和曲線三類。根據每一類圖形對象的幾何特征，直接完成該圖形對象類的矢量化。為了準確進行直線和圓弧的識別，文中引入了特征圖段的概念。以特征圖段的幾何參數和方向為指導跟蹤圖形對象，實現了對直線和圓弧的整體識別，每一個圖形對象被準確識別以后，即刪除其獨有的柵格數據，保留和其它圖像對象共有的像素，逐步簡化了原始圖像，避免識別過程中圖像對象之間的干擾，提高了矢量化操作的速度。 目前的矢量化研究都是在CAD/CAM領域進行的，該文分析首次嘗試將這種研究進行到有一定規律的普通彩色地圖，提出使用的算法經證明具有可行性，并用VC++6.0編程實現了一實際實驗軟件，在地理信息系統領域有一定的理論意義和應用價值。