顾及局部差异的航海图线要素复杂度度量方法技术

本发明专利技术提供了一种顾及局部差异的航海图线要素复杂度度量方法，属于海洋测绘技术领域。本发明专利技术针对当前线要素复杂程度难以对区域内曲线复杂程度的差异性进行衡量这一难题，设计了一种顾及局部差异的航海图复杂度度量方法。通过本发明专利技术，能够实现对图上曲线的复杂程度进行有效衡量，且与人眼感受相一致，为后续线要素简化、工作量度量、曲线分割等提供主要依据。依据。依据。

【技术实现步骤摘要】
顾及局部差异的航海图线要素复杂度度量方法


[0001]本专利技术属于海洋测绘
，涉及一种顾及局部差异的航海图线要素复杂度度量方法。

技术介绍

[0002]航海图线要素综合作为海图制图综合中的重要内容，其自动综合的研究始终受到人们的关注。针对航海图上线要素的自动综合，国内外众多专家学者提出了不少算法，这些算法多采用固定阈值或同一尺度对图上要素进行综合。然而，在经典著作、法律规范以及相关文献等描述中，均强调在制图综合过程中需要依据图上情形适当调整综合尺度。即在复杂区域，综合尺度可适当减小；简单区域，综合尺度可适当增大。然而由于这一描述较为模糊，且对于图上线要素而言，其复杂程度常常难以界定，从而也就使得当前的综合尺度无法随着图上局部区域复杂程度的不同而进行变化，进而使得自动综合的研究陷入瓶颈。
[0003]为了解决上述问题，众多专家学者针对线要素的复杂程度定量化评估提出了不少模型算法。程绵绵、孙群依据边的振动频率及幅度，从凹口比例、凸壳周长相对增量及最小外包圆面积相对增量3个方面建立复杂性度量模型；高义、刘孝贤基于分形理论，利用分形维数描述曲线的复杂程度；肖天元、刘鹏程则通过傅里叶变换将地理线要素从空间域转化到频率域进行分析，从频率的角度分析并定义了线要素的复杂程度；何爱玲、刘慧敏主要基于几何分析，通过线要素的几何形状、几何拓扑、几何分布来描述线要素的复杂程度。
[0004]上述这些模型方法都是针对单一线或面状要素，通过计算曲线自身特征(分维数、频率、振动频率)获取曲线的复杂程度，取得了较好的实验效果。然而，在实际航海图上，曲线的复杂程度不仅需要顾及自身基本特性，还应当考虑曲线周围的其他线要素，即使对于单一线要素而言，其不同部分的复杂程度不尽相同。若直接采用上述方法评估曲线复杂程度，则只能得到各单一曲线的整体复杂程度，不能准确表示出图上线要素在各区域的差异性，难以实现图上线要素复杂程度的精细化度量。

技术实现思路

[0005]为了克服当前航海图线要素复杂度的度量方法多基于单一线要素求取整体复杂程度，未顾及线要素在各区域的差异性，本专利技术提供了一种顾及局部差异的航海图线要素复杂度度量方法。
[0006]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0007]一种顾及局部差异的航海图线要素复杂度度量方法，包括以下步骤：
[0008]a、解析海图数据，提取航海图上的线要素；
[0009]b、对线要素上的数据点进行加密处理，并对其进行存储；
[0010]c、以加密后的线要素数据点为基础，构建约束Delaunay三角网；
[0011]d、遍历构建的三角网，将各数据点的约束边进行剔除，保留非约束边；
[0012]e、判断步骤d中所保留的非约束边中是否存在异常边，若存在异常边，则需要将异
常边剔除，若不存在异常边，则进入步骤f；
[0013]f、利用步骤e判断后保留的非约束边，逐一计算出线要素上各数据点的复杂度，并将其进行存储；
[0014]g、采用自然邻点插值法对步骤f各数据点的复杂度进行内插，从而得到航海图线要素复杂场，并输出结果。
[0015]所述步骤b中，加密处理的方法为：首先，计算出线要素上相邻两数据点间的距离；然后，将计算出的距离与事先给定的阈值进行比较判断，若距离大于阈值，则需要对其进行加密，即在两点间插入新的数据点；若距离小于或等于阈值，则不需要加密，并转入下一点继续判断。
[0016]所述步骤e中，剔除异常边的方法为：
[0017]1)依据构建的三角网，计算出与数据点相关的所有非约束边的长度值，记为d1、d2、d3…
d
n
；
[0018]2)依据第1)步中的长度值，按照公式(1)计算标准差σ，
[0019][0020]其中，为各非约束边长度d1、d2、d3…
d
n
的平均值，n表示非约束边的数量；
[0021]3)针对第1)步中的全体非约束边长度值，依据公式(2)作如下判断：若某条非约束边的长度d满足
[0022][0023]则认为该非约束边的长度是含有粗大误差值的异常值(m的取值为1、2或3)，该非约束边为异常边，需要剔除。
[0024]所述步骤f中，线要素数据点复杂度定义为与该数据点相关非约束边平均长度的倒数，其计算公式如下：
[0025][0026]式中，d
i
表示各非约束边的长度，n表示非约束边的数量值。
[0027]本专利技术的有益效果：本专利技术主要针对当前线要素复杂程度难以对区域内曲线复杂程度的差异性进行衡量这一难题，设计了一种顾及局部差异的航海图复杂度度量方法。通过本专利技术，实现了对图上曲线的复杂程度进行有效衡量，且与人眼感受相一致，为后续线要素简化、工作量度量、曲线分割等提供主要依据。
附图说明
[0028]图1是本专利技术顾及局部差异的航海图线要素复杂度度量方法的总流程图。
[0029]图2是本专利技术加密数据点构建三角网的示意图，其中(a)为原始曲线要素，(b)为加密前的约束三角网，(c)为加密后的约束三角网。
[0030]图3是本专利技术数据点复杂度定义的示意图。
[0031]图4是本专利技术生成的线要素复杂场的示意图，其中(a)为原始线要素，(b)为各数据
点复杂度，(c)为内插后的复杂场。
具体实施方式
[0032]下面结合附图并对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。
[0033]本专利技术提出的顾及局部差异的航海图线要素复杂度度量方法，实现过程是采用计算机实现对线要素复杂度的度量，假设现有航海图A，采用本专利技术方法进行线要素复杂度度量，包括以下步骤，如图1所示：
[0034]步骤a，在计算机上读取海图数据，提取航海图上的线要素并存储于内存中，对假设中的航海图A，将其线要素的集合称为S(L)；
[0035]步骤b，依次提取集合S(L)中的线要素L，对其线要素上的数据点进行加密处理，并将加密后的数据进行存储；
[0036]步骤c，以加密后的线要素数据点为基础，构建约束Delaunay三角网，如图2所示，为本专利技术加密数据点构建三角网的示意图，图2中(a)为原始曲线要素，(b)、(c)分别为未加密与加密所构建的三角网；
[0037]步骤d，遍历构建的三角网，将各数据点的约束边进行剔除，保留非约束边，具体如图3所示，任取其中一数据点A，则依据构建的三角网可知，与点A相关的边有AB、AC、AD、AE、AF、AG，其中边AB与AD为原始曲线L2上的线段(即约束边，需要剔除)，其他边均为非约束边；
[0038]步骤e，判断步骤d所保留的非约束边中是否存在异常边，若存在异常边，则需要将异常边进行剔除，若不存在异常边，则进入步骤f；
[0039]步骤f，利用步骤e判断后保留的非约束边，逐一计算出线要素上各数据点的复杂度，并将其进行存储，如图4(b)所示为依次计算出的各点复杂度；
[0040]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顾及局部差异的航海图线要素复杂度度量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：a、解析海图数据，提取航海图上的线要素；b、对线要素上的数据点进行加密处理，并进行存储；c、以加密后的线要素数据点为基础，构建约束Delaunay三角网；d、遍历构建的三角网，将各数据点的约束边进行剔除，保留非约束边；e、判断步骤d中所保留的非约束边中是否存在异常边，若存在异常边，则将异常边剔除，若不存在异常边，则进入步骤f；f、利用步骤e判断后保留的非约束边，逐一计算出线要素上各数据点的复杂度，并将其进行存储；g、采用自然邻点插值法对步骤f各数据点的复杂度进行内插，得到航海图线要素复杂场，并输出结果。2.根据权利要求1所述的一种顾及局部差异的航海图线要素复杂度度量方法，其特征在于，所述步骤b中，加密处理的方法为：首先，计算出线要素上相邻两数据点间的距离；然后，将计算出的距离与给定的阈值进行比较判断，若距离大于阈值，则需要对其进行加密，即在两点间插入新的数据点；若距离小于或等于阈值，则不需要加密，并转入下一点继续判断。3.根据权利要求1或2所述的一种顾及局部差异的航海图线要素复杂度度量方法，其特征在于，所述步骤e中，剔除异常边的方法为：1)依据构...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐露露，张立华，董箭，贾帅东，魏泓丞，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军大连舰艇学院，
类型：发明
国别省市：