[发明专利]基于影像提取结果的居民区要素轮廓规则化方法

权利要求书

1.基于影像提取结果的居民区要素轮廓规则化方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：数据边界定位：

地物要素分割完成后，记录获得连续的栅格点团，首先二值化栅格数据，然后利用数学形态学算法提取二值化的区域边界，获取居民区外部轮廓线；

步骤二：边界轮廓直线段拟合：

首先在轮廓边缘中进行曲线段检测，然后基于折线法以少量的折线段代替曲线并保持其基本形状，最终用较少的数据和简洁的形式表达和描述地物轮廓；

步骤三：轮廓优化：

对居民区轮廓进行去凸补凹处理，然后依照水平/垂直方向调整边界，并合并处理；

上述步骤二中，在轮廓边缘中进行曲线段检测基于三类边缘点，包括交点、端点、以及非交点也非端点的常规边缘点；

曲线段检测前，需要首先在边缘图中检测交点与端点，并将它们作为曲线段的边界；完成交点和端点检测后，遍历原始边缘图，从任一边缘点出发并跟踪搜索邻域内的其它边缘点，直到交点或端点为止；

上述步骤二中，在轮廓边缘中进行曲线段检测指边缘跟踪与连接，包括以下步骤：

步骤1：逐点搜索边缘图像，如果有未连接的边缘点，记为A，并将A压入堆栈Z；若无，停止搜索，返回最终的边缘曲线段检测结果；

步骤2：在点A的八邻域内搜索是否存在其它未连接边缘点，若存在，记录该邻域边缘点为B并将B同样压入堆栈Z，然后标记B和A均为已连接边缘点，最后令D＝A存储点A的像素坐标；

步骤3：前进一步，令A＝B，搜索A的八邻域是否存在其它未连接边缘点，如果存在，记录该边缘点为B并存入堆栈Z，同时标识B为已连接边缘点；

步骤4：重复进行步骤3，直到B为交点或端点；

步骤5：返回步骤2，令A＝D，在A的八邻域内搜索是否存在其它未被标记为已连接的边缘点，如果存在，将堆栈Z内边缘点出栈，出栈后压入堆栈Y，要确保先出Z栈的边缘点先入Y栈，这样可以使得堆栈Z和Y内的边缘点相互倒置，然后记录该未连接边缘点为B并压入堆栈Y，同时修改边缘点B为已连接状态；

步骤6：前进一步，令A＝B，搜索A的八邻域是否存在其它未连接边缘点，如果存在，记录该边缘点为B并压入堆栈Y，同时将B标记为已连接状态；

步骤7：重复进行步骤6，直到B为交点或端点；

步骤8：这时堆栈Y内的边缘点序列就是一条边缘曲线段检测结果，记录该曲线段，清空堆栈Z与Y，并将原始边缘图中处于已连接状态的边缘点赋值为0，返回步骤1开始执行下一次检测。

2.根据权利要求1所述的基于影像提取结果的居民区要素轮廓规则化方法，其特征在于：

步骤二中，基于折线法以少量的折线段代替曲线指曲线的直线段分割，包括以下步骤：

假定某边缘曲线段的像素点集合为{(x₁,y₁),(x₂,y₂),…,(x_k,y_k)}，将该边缘的两个端点(x₁,y₁)和(x_k,y_k)相连组成一条直线，则边缘点(x_i,y_i)到该直线的距离为：

d_i＝γ_i/D (1)

其中D为直线段长度，γ_i由两直线相交方程组解算得到：

γ_i＝|x_i(y₁-y_k)+y_i(x_k-x₁)+y_kx₁-y₁x_k| (2)

使用直线去拟合曲线，通过逐步分裂直线段和曲线段，用越来越多的短直线段来逼近曲线段；当直线段拟合结果满足设定条件时，终止拟合过程；定义直线段拟合误差ε为：

ε＝max_i|d_i| (3)

一条曲线段包含多个像素，计算每个像素到该直线段的距离得到一个d_i，拟合误差ε取最大的d_i；设定ε的阈值为Th＝6。