[发明专利]一种扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法

权利要求书

1.一种扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法，其特征是它包括以下步骤：

S1、扫描纸质海图；

S2、对扫描的海图图像文件进行几何校正；创建点矢量文件，文件参考坐标系与已校正的扫描海图图像文件一致；

S3、框选海图图像中任一包含单个水深点的图像区域，并获取框选的图像区域左上角的空间坐标(X,Y)及x、y方向的像元大小Sx、Sy；

S4、读取框选区域的图像数据，识别区域中的数字，获得数字序列以及数字序列中各数字上边到框顶边的顶边距离Top、下边到框顶边的底边距离Bottom、左边到框左边的左边距离Left、右边到框左边的右边距离Right；

S5、根据数字序列中各数字间的位置关系，获取整数位和小数位，得到水深点水深读数；

S6、计算水深点的空间坐标；

S7、根据所获取的水深点空间坐标在步骤S2创建的点矢量文件中生成点要素并将水深数据写入属性表，在图上显示获取的水深读数和空间位置以便判断正确与否；

S8、目视判断所获取的水深点读数和空间位置是否正确，若不正确，进行修正，若正确，则重复S2至S8步，完成整幅海图的矢量化。

2.根据权利要求1所述的扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法，其特征是步骤S2中，采用GIS软件工具进行几何校正。

3.根据权利要求1所述的扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法，其特征是步骤S4中，采用OCR引擎识别所选图像区域中的数字。

4.根据权利要求1所述的扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法，其特征是步骤S5中，获取整数位和小数位，得到水深点水深读数的具体步骤为；

S5.1、计算数字序列首数字和尾数字的顶边距离Top位置差，若大于像元阈值则可判断为存在小数位，否则不存在小数位；

S5.2、若存在小数位，则将数字序列转变为数值类型，再除以10，得到水深点水深读数；若不存在小数位，将数字序列转变为数值类型，即得到正确的读数。

5.根据权利要求4所述的扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法，其特征是步骤S5.1中，像元阈值为2-4个像元。

6.根据权利要求1所述的扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法，其特征是步骤S6具体包括：

S6.1、首先根据数字识别结果获取数字序列第一个数字左上角在所选图像区域中的坐标(x,y)；

S6.2、然后根据是否存在小数位，分别计算整数位的宽度w和高度h：

若水深读数存在小数位，则通过数字序列中倒数第二个数字的右边距离减去第一个数字的左边距离得到宽度w，再通过排除数字序列最后一个数字之后所有数字的最大底边距离减去最小顶边距离得到高度h；

若不存在小数位，则通过数字序列中最后一个数字的右边距离减去第一个数字的左边距离得到宽度w，再通过数字序列中所有数字的最大底边距离减去最小顶边距离得到高度h；

S6.3、采用下述公式计算整数位中心点在整幅海图中的坐标(Cx,Cy)，即水深点的空间坐标：

Cx＝X+(x+w/2)×Sx

Cy＝Y-(y+h/2)×Sy

其中：X，Y表示框选的图像区域左上角的空间坐标；x,y表示数字序列第一个数字左上角在所选图像区域中的屏幕坐标，单位是像元，Sx、Sy表示x、y方向的像元大小，w表示水深点数值整数位宽度，h表示水深点数值整数位高度。

7.根据权利要求1所述的扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法，其特征是步骤S2中，事先依照几何校正后的海图数字格式创建的0至9十个数字模板图像。

8.根据权利要求1所述的扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法，其特征是步骤S8中，修正步骤为：

S8.1、操作人员手动录入水深点正确读数，确认后程序自动修改点矢量文件中对应的属性值；

S8.2、根据所录入数字整数位，从0至9数字模板中读取相应的数字，若整数位只有1位只需读取其中一个数字模板图像，否则需要读取相应位数的数字模板图像，并合成为一个图像，获取整数位的宽度w和高度h；

S8.3、分别对所选图像区域和前述步骤获取的合成数字模板图像执行傅里叶变换得到各自的频谱图；

S8.4、对两个频谱图执行相关操作correlation，然后对相关操作correlation所得到的图像执行傅里叶逆变换，获取傅里叶逆变换所得图像中的极大值点的横坐标和纵坐标即为水深点整数位左上角在所选图像区域中的坐标(x,y)；

S8.5、采用下述公式计算整数位中心点在整幅海图中的坐标(Cx,Cy)，即水深点的空间坐标：

Cx＝X+(x+w/2)×Sx

Cy＝Y-(y+h/2)×Sy

其中：X,Y表示框选的图像区域左上角的空间坐标；x,y表示数字序列第一个数字左上角在所选图像区域中的坐标，Sx、Sy表示x、y方向的像元大小，w表示水深点数值整数位宽度，h表示水深点数值整数位高度。