[发明专利]一种内河电子海图上可航区域中心线自动绘制方法

权利要求书

1.一种内河电子海图上可航区域中心线自动绘制方法，其特征在于，包括以下步骤

步骤1、将吃水深度D作为分界值将水深点母集分为高水位点集和低水位点集；

步骤2、根据高水位点集的外边界获得可航水深面的外边界；

步骤3、根据低水位点集的分布情况分为若干个低水位子点集，根据各个低水位子点集的外边界获得可航水深面的内边界；

步骤4、按设定距离值L将长江干线航道骨架线各线段分为若干小段，获得各个段的连接点的法线；

步骤5、利用步骤4获得的各个法线，依次求取各个法线与可航区域内外边界的交点的坐标，将同一法线上的交点按坐标在y轴上分量的大小关系排序，依顺序按每2个交点为一组的方式进行分组；分别求取各个法线上分组后的各组交点的中心点，设第n条法线上计算获得的各中心点称为第n组中心点；

步骤6、连接各个法线上获得的中心点获得可航区域中心线，

所述的步骤3中低水位子点集的获得包括以下步骤：

步骤3.1、将低水位点集作为待处理平面点集合；

步骤3.2、定义一个元素为空的集合为初始集合，从待处理平面点集合中取出其第一个平面点T₀，使第一个平面点T₀加入到初始集合作为第一点集合，去除了第一个平面点T₀的待处理平面点集合作为第二点集合；

步骤3.3、依次计算第一点集合中各个平面点与第二点集合中各个平面点之间距离；

步骤3.4、距离小于设定值V所对应的第二点集合中的平面点从第二点集合中去除得到新的第二点集合，距离小于V所对应的第二点集合中的平面点加入到第一点集合得到新的第一点集合；返回步骤3.3直至第一点集合和第二点集合之间不再有距离小于设定值V的平面点，则第一点集合为获得的分割后的子点集合；

步骤3.5、判断第二点集合中元素的个数，如果不为0，则将第二点集合作为待处理平面点集合返回步骤3.2；如果为0，则所有的子点集合求取完毕，

所述的步骤2/步骤3中高水位点集/低水位点集的外边界的获得包括以下步骤：

步骤2.1、将高水位点集/低水位点集作为待处理的平面点集{Q_i}，定义距离半径R和初始向量初始向量的方向为高水位点集/低水位点集所在直角坐标系下的x轴正轴方向；

步骤2.2、在平面点集{Q_i}中，寻找到y坐标值最小的平面点Q₀，平面点Q₀为所求外边界的初始顶点；

步骤2.3、在平面点集{Q_i}中，将初始顶点作为当前圆心Q_u，将初始向量作为当前向量

步骤2.4、寻找所有落入以当前圆心为圆心，R为半径的圆中且不包含当前圆心的平面点为圆中点集然后获得当前圆心到圆中点集中的每一个点的向量作为中间向量，求当前向量与各个中间向量之间夹角的夹角值集合，将夹角值集合按下述公式计算得到终角值集合；在终角值集合小于270°的角度值中，寻找到最大角度值，最大角度值所对应的平面点便是所求外边界的下一个顶点；

其中，为夹角值集合中的一个角度值，为在终角值集合中的对应的角度值，为当前圆心到角度所对应的圆中点集的点的向量；

步骤2.5、将步骤2.4获得的下一个顶点作为当前圆心，将步骤2.4获得的下一个顶点到该下一个顶点所对应的前一个顶点的向量作为当前向量，返回步骤2.4直至求到所求外边界的下一个顶点为初始顶点时，则获得所求外边界的所有顶点，

所述的步骤6包括以下步骤：

当第n组中心点和第n+1组中心点个数相等时，依中心点在y轴分量的从大到小的顺序，将第n组中心点和第n+1组中心点一一对应相连；

当第n组中心点有多个，第n+1组中心点只有1个时，第n组中心点中的每一个中心点都和第n+1组中心点的中心点相连，同时判断连线与内外边界是否相交；若第n组中心点的其中一个中心点所在的连线与内外边界相交，设定上述第n组中心点中连线相交的中心点作为相交中心点，将相交中心点依次与第n+2组及各后组中心点进行连线，寻找到一条不与内外边界相交连线，若没有寻找到则放弃相交中心点的连线；

当第n组中心点只有1个，第n+1组中心点有多个时，第n+1组中心点的每一个中心点都和第n组中心点的中心点相连，同时判断连线与内外边界是否相交；若第n+1组中心点的其中一个中心点所在的连线与内外边界相交，设定上述第n+1组中心点中连线相交的中心点作为相交中心点，将相交中心点依次与第n-1组及各前组中心点进行连线，寻找到一条不与内外边界相交连线，若没有寻找到则放弃相交中心点的连线；

当第n组中心点个数大于第n+1组中心点个数，且个数均大于1时，设定第n组中心点为E₁～E_M，设定第n+1组中心点为F₁～F_N，在1≤k＜N的情况下连线E_k和F_k，连线E_k+1和F_k；在N≤k≤M的情况下连线E_k和F_N；若第n组中心点与第n+1组中心点之间的其中一条连线与内外边间相交，则设定在该相交连线对应的第n组中心点中的中心点为第一相交中心点，对应的第n+1组中心点中的中心点为第二相交中心点，设置一个参数b1，b1>2，将第一相交中心点依次与第n+2组到第n+b1组中心点进行连线，若存在不与内外边界相交的连线，则在不与内外边界相交的连线中寻找一条距离最短的连线；若不存在不与内外边界相交的连线，则将第二相交中心点依次与第n-1组中心点到第n-b1组中心点进行连线，若存在不与内外边界相交的连线，则在不与内外边界相交的连线中寻找一条距离最短的连线，若不存在不与内外边界相交的连线，则放弃第一相交中心点和第二相交中心点的连线；

当第n组中心点个数小于第n+1组中心点个数，且个数均大于1时，设定第n组中心点为E₁～E_M，设定第n+1组中心点为F₁～F_N，1≤k＜M情况下连线E_k和F_k，连线E_k和F_k+1；M≤k≤N情况下连线E_M和F_K；若第n组中心点与第n+1组中心点之间的其中一条连线与内外边间相交，则设定在该相交连线中，对应的第n组中心点中的中心点为第三相交中心点，对应的第n+1组中心点中的中心点为第四相交中心点，设置参数b1，b1>2，将第三相交中心点依次与第n+2组到第n+b1组中心点进行连线，若存在不与内外边界相交的连线，则在不与内外边界相交的连线中寻找一条距离最短的连线；若不存在不与内外边界相交的连线，则将第四相交中心点依次与第n-1组中心点到第n-b1组中心点进行连线，若存在不与内外边界相交的连线，则在不与内外边界相交的连线中寻找一条距离最短的连线，若不存在不与内外边界相交的连线，则放弃第三相交中心点和第四相交中心点的连线。