文档介绍：电子地图中地理对象的智能识别研究
摘要
地理信息的提取和识别是建立地理信息系统的基础,获取地理信息的途径之一就是
扫描地图的自动矢量化。本文在分析和讨论了目前有代表性的扫描地图矢量化方法的基
础上,模拟人类读图的方式,从地图的整体结构出发,根据组成地图的主要图形对象的
特点,提出了一种有效的面向对象的直接矢量化方法,并以此为指导在环
境下实现了一个扫描地图自动矢量化系统。
本文采用面向对象的思想,设计了图形对象的类继承层次,把组成地图的地理要素
分为线,符号和文本三类,其中线对象又派生出直线,圆弧圆和曲线三类。根据每
一类图形对象的几何特征,直接完成该图形对象类的矢量化。为了准确进行直线和圆弧
的识别,文中引入了特征图段的概念。以特征图段的几何参数和方向为指导跟踪图形对
象,实现了对直线和圆弧的整体识别。每一个图形对象被准确识别以后,即删除其独有
的栅格数据,保留和其它图形对象共有的象素,逐步简化了原始图像,避免识别过程中
图形对象之间的相互干扰,提高了矢量化操作的速度。此外,本文利用数学形态学的运
算,对已经矢量化的图像做再次的矢量化处理,极大提高了识别精度。
目前的矢量化研究都是在领域进行的,本文提出的算法是根据地理信息
系统的要求设计的,并实现了与软件的接口在地理信息系统领域有一定
的理论意义和应用价值。
关键词地理信息系统面向对象矢量化特征图段二次矢量化
电子地图中地理对象的智能识别研究
电子地图中地理对象的智能识别研究
前言
地理信息系统作为信息科学和信息产业的重要
组成部分受到世界各国的普遍重视,并在近几年得到了快速的发展。地理数据是地理信
息系统建立和应用的基础。传统的地图手扶跟踪数字化方法有速度慢、精度低、可靠性
差、自动化程度低和人力资源浪费等缺点,远远不能满足地理信息系统发展的需要。从
地图扫描图像上识别和提取数字地理信息是一项正在发展之中的新技术,为地图数字化
开辟了新的途径,对促进地理信息系统的建立和应用具有十分重要的意义。
地图信息的识别与提取技术涉及计算机、模式识别、数字图像处理、人工智能、计
算机视觉、地理学等多个学科。地图信息的识别和提取技术主要解决地图上各种地理要
素空间数据的获取问题。近些年来,国内外有关学者在这一领域进行了广泛而深入的研
究,而且随着各相关学科的发展,各种新方法和新工具不断被引入到这项技术中,业已
取得一定的成就,推动了地图信息识别与提取技术的发展。目前已有的地图信息识别与
提取方法有基于细化的矢量化方法、基于轮廓线的方法、基于游码的方法、稀疏象素法
等算法。数学形态学方法以及基于人工智能技术的方法也开始应用在地图信息的识别中。
这些方法具有各自的特点、性能和适用对象。
本文在参考目前已有的矢量化算法的基础上,对原有的细化算法进行了改进。由
于传统矢量化算法都是栅格—点链—矢量的识别步骤,在提取点链过程中受图形相
交的影响,点链容易发生畸变,给后续处理带来了困难,且识别结果不精确。为了简化
对图形交叉情况的分析和处理,本文提出了一种面向对象直接矢量化的地理信息识别方
法。通过模拟人类读图的方式,分析组成地图的各种图形对象,文中设计了一个图形对
象类的继承关系,分别为每一类图形对象设计了识别算法,直接在原始图像基础上识别
出每一个图形对象,即栅格—矢量的识别步骤。为了不影响其它图形对象的识别,图
形对象被识别后就从栅格图像中删除,栅格图像被逐步的简化,降低了图像识别的复杂
度,以此算法设计的实验系统对地图的识别取得了很好的效果。
本文内容分为六章第一章简要介绍了地理信息提取与识别技术和矢量化方法的现
状。第二章介绍了图像预处理的有关方法,简要介绍了文中用到的数学形态学方法和
算法。第三章详细介绍了面向对象的直接矢量化方法。第四章介绍了一种提
高矢量化精度的二次矢量化算法。第五章介绍了试验系统的功能和总体结构。第六章对
所作的工作进行总结,并对地图信息识别的发展做出展望。
电子地图中地理对象的智能识别研究
地图信息提取和识别技术
地理信息系统简介
地理信息系统,简称,是在计算机的软硬件支持
下,以图文并茂、可视、快捷的方式,进行地理信息的采集、存储、管理、检索、分析
和显示的系统,是人们对地理实体进行抽象和建模的有力工具。
地理信息系统由数据库和地理信息管理系统组成,在系统数据库中有两类信息
第一类是反映事物地理空间位置的信息,称为空间数据,也常称地理数据或者图形数据
第二类是与事物的属性有关,反映事物其他特征的信息,称为属性数据或非图形数据。
电子地图是获取空间数据和属性数据的重要数据源。
问题的提出和意义
传统