[发明专利]一种等高线断线连接方法

摘要

本发明涉及一种等高线断线连接方法。方法包括获取等高线断线的单像素细化图像、采用GPU算法识别断点和断线连接。本发明的等高线连接算法既考虑了等高线的数学属性，也考虑了等高线的地理属性。改进了基于距离最小与方向差异最小约束的局部连接方法，在搜索匹配断点的过程中，同时考虑断点之间的距离和方向，设置了更加鲁棒的匹配规则。该方法正确率较高，更加精确地将等高线复原。

主权项

1.一种等高线断线连接方法，其特征在于，方法包括：(1)获取等高线断线的单像素细化图像，设单像素细化图像中任意像素点P0的坐标为(i,j)，i取正整数，j取正整数，对于任一非P0像素点Pr，Pr的坐标为(x,y)，x取正整数，y取正整数；如果xi且yi且y＝j，记Pr相对P0所在方向为方向3；如果x>i且y>j，记Pr相对P0所在方向为方向4；如果x＝i且y>j，记Pr相对P0所在方向为方向5；如果xj，则记Pr相对P0所在方向为方向6；如果xV0为当前线程对应的像素点的像素值，V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7和V8分别为像素点V0的八邻域像素点的像素值；(2.2)断点匹配(a)以步骤(2.1)中检测到的初始断点P1为中心，在窗口大小W区域内搜索满足式(1)所示条件的断点，将搜索到的断点加入候选集S中，所述的窗口大小W满足：10>W>5，且W取正整数；(b)删除点集S中的部分断点，得到点集S'，点集S'中的各断点的方向与初始断点P1的方向互为相反方向或与初始断点P1的方向互为抛物线方向；所述断点的方向定义为：对于候选集S中的任意断点，沿该任意断点所在等高线回溯多个像素点至某一回溯像素点，相对于该回溯像素点，该任意断点位于方向0、方向1、方向2、方向3、方向4、方向5、方向6或方向7，该任意断点相对于该回溯像素点所在方向为该任意断点的方向；(c)删除点集S'中与初始断点P1的欧式距离Ds超过距离阈值δ1的断点，其中，10>δ1>8，删除点集S'中满足式(3)的断点Pa，Pa∈S'，得到点集S”；max{θ(Pa,La)‑θ(Pa,P1)|,|θ(P1,L1)‑θ(Pa,P1)|}<δ2    (3)式(3)中：La为断点Pa所在等高线，L1为初始断点P1所在等高线，θ(P_a,P₁)为断点P_a与初始断点P₁两点所在直线相对于横坐标的倾斜角度，20°>δ2>0°，θ(P₁,L₁)为等高线L₁相对于横坐标的倾斜角，m＝2,3,...,k₁，初始断点P₁沿等高线L₁回溯m‑1个像素点至像素点P_m，10>k₁>5，k₁取正整数；θ(P_a,L_a)为等高线L_a相对于横坐标的倾斜角，n＝2,3,...,k₂，断点P_a沿等高线L_a回溯n‑1个像素点至像素点P_n，10>k₂>5，k₂为正整数；(d)求取点集S”中每一候选断点与初始断点P1的度量函数，其中最小度量函数值对应的候选断点为初始断点P1的最优选择点；其中：断点P1,Pb的度量函数定义为：式(4)中:θ(P1,L1)为等高线L1相对于横坐标的倾斜角度，θ(Pb,Lb)为等高线Lb相对于横坐标的倾斜角度，θ(P1,Pb)为断点Pb与初始断点P1两点所在直线相对于横坐标的倾斜角度,φ1和φ2分别为角度权值和距离权值,φ1+φ2＝1，φ1和φ2均为正实数，Ds(P1,Pb)为断点P1和Pb之间的欧式距离；(3)断线连接待所有线程执行完成后，逐个连接初始断点与其最优选择点，如某一初始断点与最优选择点之间的连线与已有等高线存在交叉点，则删除该最优选择点与初始断点。