[发明专利]一种电子地形图自动几何校正方法

说明书

技术领域

本发明属于地理信息技术的开发和使用技术领域，特别是涉及一种电子地形图自动几何校正方法。

背景技术

电子地形图作为一种研究和设计工作中常用的基础地理资料，需要转成电子图像的格式后进行几何校正，才能在计算机中应用。几何校正所需要的GCP(Groundcontrolpoint，地面控制点)点通常是由4个内图廓线交点(即图廓点)的图像坐标和经纬度坐标组成的。图廓点的经纬度坐标为已知值，而相应的图像坐标目前一般由人工量取，不仅自动化程度低，而且精度低，不适用现代工作的要求。目前，要实现电子地形图自动配准，首先是要找到已知坐标的特征点，而四角图廓点(十字丝的中心点)是已知的，关键是让计算机自动按一定顺序找到这四个十字丝的中心点，然后获取图像坐标，与已知的地理坐标组成GCP点，完成地形图的匹配。但如果通过模式识别的方法直接找电子地形图的十字丝交叉点，不论通过HOUGH等算法获取直线交点，或者通过Harris等算法搜索强角点，亦或是使用图像匹配的算法，符合条件的结果会远远超过四个。假若地形图扫描时没有发生形变，则有可能通过几何关系确定四角图廓点的位置，但扫描图件产生变形是绝对的。因此，实际上图廓点是不易识别的和获取的。

发明内容

本发明的发明目的：利用计算机图像和视觉技术及地理信息技术，提出一种二次模板匹配的方法来实现电子地形图的自动校正技术；并结合opencv2.4.9、Envi4.8，在visualstudio2010开发环境下，使用C++语言编程方法，解决背景技术中存在的困难。最终获取可靠的控制点，完成地形图的自动几何校正。

本发明的技术方案：一种电子地形图自动几何校正方法，包括下述步骤：

步骤一、打开一个栅格格式的扫描电子地形图，以新图幅号命名，如果获取的文件名不符合新图幅号的命名规范，将跳出错误提示；如果获取的文件名符合新图幅号的命名规范，根据该新图幅号计算获得四角图廓点，由该图幅号生成四角十字交叉点的经纬度坐标；

步骤二、模板匹配：利用模板匹配的CV_TM_SQDIFF方法，对外图廓四角进行初次匹配，匹配后通过四角内角点和已知经纬度的十字丝交叉点即图廓点，相对固定的距离通过相似度计算方法计算获得图廓点图面坐标；在二次模板匹配中，设置一个以初次获得的图面坐标点为中心的正方形ROI感兴趣区；在该区域内使用十字丝模板再次匹配，获得图廓点图面坐标；步骤三、在ENVI+IDL环境中完成配准：经过以上步骤，已经获得了四对GCP点，将地形图的路径和GCP点对传入ENVI系统，利用ENVI自有函数envi_register_doit进行配准，ENVI_PROJ_CREATE函数和创建经纬度坐标系统，最终完成电子地形图自动几何校正。

步骤一中所述的栅格格式的扫描电子地形图为.Jpg或.bmp或.GIFf格式文件。步骤一中所述新图幅号命名规范依据的标准为：1992年12月，我国颁布了《国家基本比例尺地形图分幅和编号GB/T13989-92》文件，1993年3月开始实施。

步骤一中已知新图幅号计算该图幅西南图廓点的经纬度，按下式计算该图幅西南图廓点的经纬度：

B＝(b-31)*6°+(d-1)*△B；

L＝(a-1)*4°+(4°/△L-c)*△L；

式中：B-------图幅内某点的经度；

L-------图幅内某点的纬度；

△B-------所求比例尺地形图分幅的经差；

△L-------所求比例尺地形图分幅的纬差；

a-------1：100万地形图图幅所在纬度带字符码所对应的数字码；

b-------1：100万地形图图幅所在经度带的数字码；

c-------所求比例尺地形图在1：100万地形图图号后的行号；

d-------所求比例尺地形图在1：100万地形图图号后的列号。

步骤二中相似度计算方法优选平方差方法。

本发明的有益效果：本发明提出了一种新的地形图自动校正方法，其核心是二次模板匹配算法，通过这种方法确定四角图廓点图像坐标，结合图幅号推算的图廓点理论坐标，形成GCP点对，完成电子地形图的自动几何校正，与传统手工作业的方法比较，效率高，精度也高，可以大大减轻人工劳动；对于中比例尺地形图来说可满足用户的需求，具有明确的实际应用前景。

附图说明