[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

说明书

一种扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法，它包括扫描纸质海图；进行几何校正；框选海图图像中任一包含单个水深点的图像区域，并获取左上角的空间坐标；读取框选区域的图像数据，识别区域中的数字；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；计算水深点的空间坐标；在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。本发明能够大幅度提高海图水深点矢量化工作的效率。对于一幅1:150,000的海图，一个熟练的矢量化操作员通常需要半天至一天的不间断工作方能完成全部水深点的矢量化，利用本方法仅需要1至2小时即可实现。

技术领域

本发明涉及一种河口海岸科学、港口及航道工程等，具体地说是一种扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法。

背景技术

海图是精确测绘海洋水域和沿岸地物信息的专门地图形式，主要内容包括：岸线、岛屿、礁石、水深、航标和无线电导航台等，是航海必不可少的参考数据。同时，也是河口海岸科学研究，海岸工程、港口及航道工程应用获取基础数据的重要数据源，在航海、河口海岸及海洋科学研究领域有着广泛的应用。长期以来，人们只能够从有关部门购买纸质海图，再扫描成数字化的图像通过手工矢量化的方式将其转变为便于计算机处理的形式加以应用。尽管近些年已经可以直接获得矢量格式的海图，但历史上积存的大量纸质海图对于认识近岸海洋环境的发展演变是不可替代的数据源，在科研和工程应用中具有重要意义。每张海图上都有数以千计的点要素、线要素信息及大量的其它信息，常规的手工矢量化方式需要通过不断重复性的劳动来完成，工作极其枯燥乏味，而且强度大、效率低、易出错、一致性差，极大地制约了纸质海图在科研和工程领域的应用。因此，迫切需要提高扫描纸质海图矢量化的效率。

发明内容

本发明根据海图制图规范，提出一种扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法，实现了海图水深点要素自动精确定位和矢量化、水深数据自动提取的功能，以提升纸质海图矢量化的效率，挖掘历史海图数据的价值，为科研和工程应用提供便利。

本发明的技术方案是：

一种扫描纸质海图水深点自动矢量化及信息提取方法，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(海图属于地理数据的一种，而地理数据要与实际空间位置对应起来才有意义，利用扫描仪扫描进电脑之后仅仅是一个普通的图片，因此在使用之前需要对其进行几何校正)；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。

进一步地，步骤S2中，采用GIS软件工具进行几何校正，如ArcGIS。

进一步地，步骤S4中，采用OCR引擎识别所选图像区域中的数字。

进一步地，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；