居民地要素化简的形状识别与模板匹配方法

发布时间：2019-11-07 16:23

【摘要】：针对居民地要素的分布和表达具有典型模板化特点,本文通过对其形状结构和区域环境进行分析,运用形态抽象概括和区域环境典型化基本原则构建一批模板作为居民地目标化简与典型化表达的候选形状,并基于转角函数的形状描述算子,计算居民地目标与模板之间的相似性程度。该方法从形状认知的角度出发,通过寻找与目标形状结构特征相似的模板替换原目标来完成化简操作,能较好地保持居民地目标的整体形状结构特征,同时兼顾了综合前后的面积均衡。通过真实数据进行试验,结果表明该方法具有较强的可靠性和实用性,可规模化应用于地形图上的地图综合实践。
【图文】：

第７期逦晏雄锋，等：居民地要素化简的形状识别与模板匹配方法逦８７７逡逑丨逦：逦ｐ邋＾邋＾逦＾表性的模板来象征性、概括化表达居民地要素综逡逑＾ｅｅｍ＾＼ｎｉｏｌｆＡ邋５逦１邋＾ｆｅ邋５邋＋邋＾邋ｓ逦合化简后的结果。由于居民地形状尺寸各不相逡逑⑵逦同，而模板形状大小的缩放并不会影响其结构变逡逑由公式（２）分析可知，多边形的缩放、平移等逦化，因此可通过缩放动态派生出与居民地目标面逡逑并不会影响相似性的计算；对于镜像形状，也可以逦积相同或接近的模板，既可以顾及综合前后面积逡逑通过改变切角沿边界的移动方向来控制。例如逦变化，又不会影响模板匹配时的相似性计算。模板逡逑图４中实线表示目标ｆ从点Ｐｉ按逆时针的转角逦位置和方向同样会影响匹配化简结果，因此参考重逡逑函数，虚线表示模板：Ｔ的转角函数，其中（ａ）、逦心位置和最小外接矩形（ＭＢＲ）长边方向来确定，逡逑（ｂ）、（ｃ）分别表示从点尸２按顺时针、点Ｐ３按顺逦可以保持视觉中心位置不变，满足综合要求［２６］。逡逑时针、Ｐ２按逆时针结果，由此看出，不同起始点和逦对化简操作质量的评价，通常从点数、周长、面逡逑计算方向，其相似度也不相同。通过比较，图（ａ）逦积等几何统计量和形状结构特征等方面进行。本逡逑相似度值计算结果最小，即模板：Ｔ从户２点按顺逦文从形状认知的角度出发，侧重于形状结构特征的逡逑时针方向与目标Ｐ从Ａ按逆时针方向计算时可逦定量化分析，同时通过缩放也可保持周长、面积变逡逑较好的匹配，这与视觉认知结果相一致。逦化的稳定，，因此本文主要以匹配后模板和原目标重逡逑相似度值表示模板与目标之间的形状特征差逦叠区域面积占原目标面积的百分比作为匹配度，来逡逑异，具有相对意义，因此旋转

８８０逦Ｊｕｌｙ邋２０１６邋Ｖｏｌ．４５邋Ｎｏ．７邋ＡＧＣＳ逦ｈｔｔｐ：ｘｂ．ｓｉｎｏｍａｐｓ．ｃｏｍ逡逑（Ｅ）邋Ｋ（ｆ）逦＂Ｉ逡逑＾邋；逦Ｋｎ逦８．７８逦７８．２％逡逑ＬＴ邋■■■邋Ｌ－Ｌ－逦－逡逑Ｌ）邋■邋（Ｔ）逦■■■逦■逦６．３６逦７８．９％逡逑⑷文字字符模板逦⑻矩形组合模板逦Ｕ－Ｕ邋一管逡逑图１基于象征性和形态概括性构建的模板逡逑ｐ逦Ｕｕ逦」Ｕ邋？逦图６基于模板匹配的居民地要素化简过程逡逑Ｐｉｇ？N邋ｉ邋ｈｅ邋ｔｅｍｐｌａｔｅｓ邋ｂａｓｅｄ邋ｏｎ邋ｓｙｍｂｏｌｉｓｍ邋ａｎｄ邋ａｂｓｔｒａｃｔｉｏｎ逡逑Ｆｉｇ．６邋Ｂｕｉｌｄｉｎｇ邋ｓｉｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｂａｓｅｄ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｔｅｍｐｌａｔｅ逡逑逦逦逦邋逦邋ｍａｔｃｈｉｎｇ邋ｍｅｔｈｏｄ逡逑逦——＾逦邋逦邋４０邋５０邋６０邋７０邋８０邋９０邋１００邋４０邋５０邋６０邋７０邋８０邋９０邋１００逡逑（ａ）沿道路河流分布逦（ｂ）城镇式聚集分布逦匹配度／（％）逦匹配度／（％）逡逑幽＾邋Ｋ逡逑广＼／：逦逦／逦匹配度／（％）逡逑（ｃ）直线式模板转角变化邋（ｄ）邋“Ｔ”型模板转角变化逦图７匹配度与相似度之间的相关性分析逡逑图邋２邋基于区域环境特征构建的模板逦Ｆｉ＆７邋Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｍａｔｃｈｉｎｇ邋ｄｅｇｒｅｅ逡逑Ｆｉｇ．２邋Ｔｈｅ邋ｔｅｍｐｌａｔｅｓ邋ｂａｓｅｄ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ逦ａｎｄ邋ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ邋ｄｅｇｒｅｅ逡逑ｏｆ邋ｒｅｇｉｏｎａｌ邋ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ逡逑￣逦ｒ－ｉ逦邋ＪＬ逡逑目标｜丨模板ｉ逦；＼ｒ二」模板２

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