地圖點(diǎn)狀符號(hào)提取及識(shí)別

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1、地圖點(diǎn)狀符號(hào)提取與識(shí)別金建波dulvyizhihua@gmail.com創(chuàng)意來(lái)源由于目前國(guó)內(nèi)有大量早期的地圖（包括普通地圖和專題地圖）沒(méi)有經(jīng)過(guò)數(shù)字化，無(wú)法成為可用數(shù)據(jù)，這使得對(duì)于城市擴(kuò)張分析、生態(tài)演變、地形地質(zhì)演變分析等均造成影響。而對(duì)地圖人工數(shù)字化卻又是一項(xiàng)非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作，導(dǎo)致我們空有數(shù)據(jù)源卻無(wú)法利用這些數(shù)據(jù)的尷尬局面。因此我便有了這樣的創(chuàng)意：對(duì)地圖的點(diǎn)狀符號(hào)進(jìn)行提取和識(shí)別，用以替代點(diǎn)狀符號(hào)的人工數(shù)字化過(guò)程。軟件概述§定位：專業(yè)輔助性軟件開(kāi)發(fā)包?！毂拒浖闹饕δ馨ǎ簩?duì)于經(jīng)過(guò)掃描的地圖（比例尺1:10000~1:20

2、0000，圖像格式為*.tiff或*.jpg），通過(guò)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的算法將地圖點(diǎn)狀符號(hào)提取出來(lái)并成為一個(gè)獨(dú)立的圖層（點(diǎn)狀符號(hào)圖層）；然后將這些符號(hào)進(jìn)行識(shí)別，并將點(diǎn)狀符號(hào)坐標(biāo)輸出到文件（數(shù)據(jù)包括點(diǎn)狀符號(hào)的坐標(biāo)信息及相應(yīng)符號(hào)名稱，符號(hào)大?。链送瓿煞?hào)的提取和識(shí)別工作?！毂拒浖淖畲蟮奶厣褪抢脭?shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的方法來(lái)提取并識(shí)別地圖點(diǎn)狀符號(hào)。它可以根據(jù)點(diǎn)狀符號(hào)本身的形態(tài)來(lái)進(jìn)行提取，并且將結(jié)果（符號(hào)的坐標(biāo)和符號(hào)名）保存起來(lái)，以便于專業(yè)軟件進(jìn)行自動(dòng)數(shù)字化。而目前市場(chǎng)中還沒(méi)有軟件同類或相似的功能，因此這一特點(diǎn)可以進(jìn)一步開(kāi)闊專業(yè)軟件的功能，減

3、輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度。運(yùn)行環(huán)境及所需設(shè)備由于地圖數(shù)據(jù)較為龐大，因此對(duì)于計(jì)算機(jī)有一定要求：Win95/Win98/Win2000/WinNT/WinXP操作系統(tǒng)，pc機(jī)（建議內(nèi)存64MB以上，PentiumⅢ處理器以上）。同時(shí)須具備GIS專業(yè)軟件如：MapInnfo7.0，ArcInfo9.0。開(kāi)發(fā)概述——理論基礎(chǔ)§該軟件包是基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，因此我們可以利用其已有的算法進(jìn)行組合完成軟件包的開(kāi)發(fā)?！炱渚唧w流程如下示例：首先利用專業(yè)軟件mapinfo建立帶有“實(shí)心點(diǎn)狀符號(hào)”的一幅例樣地圖test.tif（1025*582），如下

4、：§基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)面向灰度圖象進(jìn)行處理，因此首先對(duì)地圖test.tif進(jìn)行灰度處理，從而得到灰度圖象test1.tif，如下：§現(xiàn)在例樣地圖上只剩下灰度值較低的點(diǎn)狀符號(hào)和灰度較高的面狀符號(hào)，因此我們現(xiàn)在對(duì)該圖進(jìn)行閾值處理，得到點(diǎn)狀符號(hào)的地圖層，結(jié)果如圖temp2.tiff：§以上過(guò)程均有現(xiàn)成算法，因此我們可以順利完成這些功能?！飕F(xiàn)在需要對(duì)該點(diǎn)狀符號(hào)圖層result.tiff的符號(hào)進(jìn)行識(shí)別。§對(duì)result.tiff符號(hào)識(shí)別過(guò)程如下：1、通過(guò)符號(hào)的灰度關(guān)聯(lián)廣度遍歷確定符號(hào)，然后利用坐標(biāo)均值求出每個(gè)符號(hào)的坐標(biāo)中心，及其長(zhǎng)軸和短軸信

5、息；2、若長(zhǎng)短軸之比大于等于3:2，則該符號(hào)為房屋；在其它情況下，取每個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)短軸做矩形，矩形邊分別與長(zhǎng)短軸垂直，將這些矩形保存下來(lái)，并將長(zhǎng)軸長(zhǎng)度保存下來(lái)作為size的值；3、對(duì)原灰度圖象test1.tif利用上面存儲(chǔ)的多個(gè)矩形進(jìn)行裁減，得到新的符號(hào)圖層；4、對(duì)該圖層上的符號(hào)進(jìn)行匹配即可得到符號(hào)名name；5、將name和size以及符號(hào)中心坐標(biāo)x，y保存入文件，完成識(shí)別過(guò)程?！霻ypedefStruct{intx,y;//符號(hào)屏幕坐標(biāo)char*name;//符號(hào)名intsize;//符號(hào)大小}symbol;未來(lái)展望——市場(chǎng)

6、前景§正是由于目前國(guó)內(nèi)測(cè)繪部門(mén)擁有大量未經(jīng)數(shù)字化的地圖，而他們也苦于人工地圖數(shù)字化的巨大勞動(dòng)代價(jià)，同時(shí)大量的分析研究又需要數(shù)字化地圖，導(dǎo)致了這種軟件包的市場(chǎng)前景非常巨大。由于它的操作簡(jiǎn)單，因此它能夠面向不止那些測(cè)繪部門(mén)的專業(yè)人員，同時(shí)它也能夠面向那些非專業(yè)人員，來(lái)輔助他們進(jìn)行研究。因此總的來(lái)說(shuō)它的市場(chǎng)前景很好?！斓貓D符號(hào)包括點(diǎn)狀、線狀和面狀符號(hào)，而基于線狀和面狀的符號(hào)提取均有了成功的算法，因此后續(xù)開(kāi)發(fā)應(yīng)該加入線狀和面狀符號(hào)的提取、識(shí)別，完善它的功能，從而最終成為GIS專業(yè)軟件完整而強(qiáng)大的功能模塊。結(jié)語(yǔ)§本軟件包是基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)

7、進(jìn)行處理的，由于目前還沒(méi)有成功的算法對(duì)各種點(diǎn)狀符號(hào)進(jìn)行提取和識(shí)別，因此這個(gè)軟件包功能我只完成了部分算法，期待后續(xù)開(kāi)發(fā)。