基于横向切块的超大栅格快速矢量化方法技术

基于横向切块的超大栅格快速矢量化方法，通过对栅格进行分块后，依次对每个块进行轮廓追踪；并基于轮廓结点逆时针走势特点，使用轮廓线转边界线方法将轮廓点序列转换成轮廓面；对于不接触分界线的轮廓面直接输出至矢量文件，而剩余其他与分块边界接触的面则将其与上一个分块中与分界线接触的面进行合并。主要通过一种端点排序后配对，链接分段线，再合并面的思路，来实现分块间相邻面的合并；合并两个分块间后，仍处于分块下边界的面，则保存至面缓存中，将用于下一个分块的面的合并操作；通过循环迭代，反复对每个分块进行轮廓追踪

【技术实现步骤摘要】
基于横向切块的超大栅格快速矢量化方法


[0001]本专利技术涉及计算机图像处理领域，具体涉及基于横向切块的超大栅格快速矢量化方法。

技术介绍

[0002]在遥感图像分类任务中，常常需要将分类后的栅格图进行矢量化，从而提取分类矢量结果。现有的大多数栅格转矢量的方法大都是需要加载整幅栅格图像到内存，然后再使用轮廓追踪方法对栅格进行轮廓追踪。这些方法虽然简单快速，但是需要消耗大量内存用于加载整幅影像，然而遥感图像的分类图一般非常大，如果使用整幅栅格加载的方法，当机器物理内存又不足时，这些方法都无法正常工作。为了解决这一问题，现如今对于遥感图像的处理一般是通过多次少量读取栅格数据，然后再使用普通方法合并相邻面的方法。然而种方法需要花费大量的时间用于判断面相交以及面合并的问题，处理效率不高。

技术实现思路

[0003]针对上述方法加载栅格消耗太多内存的问题或速度慢的问题，本专利技术提供一种基于横向切块的超大栅格快速矢量化方法，以解决超大栅格转矢量消耗大量内存的问题，同时保证了极快的处理速度。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的，提供一种基于横向切块的超大栅格快速矢量化方法，包括以下步骤：
[0005]S1输入一个二值栅格图，所述二值栅格图为单波段二值栅格图；
[0006]S2按固定行数对输入栅格图进行横向分块，即划分成多个条带状栅格块，以栅格的左上角为起点，然后间隔R行作为一个分块，栅格的宽为W和高为H，则每个分块的是一个R
×
W大小的条带状栅格,总的分块数量为Nb＝[(H+R
‑
1)/R]；
[0007]S3从栅格文件中读取一个分块的栅格数据到计算机内存中；
[0008]S4基于S3中得到的栅格分块，对该分块使用Suzuki1985轮廓追踪算法进行轮廓追踪，得到一系列轮廓；
[0009]S5将S4中得到的所有轮廓转换成轮廓面，由于轮廓仅是栅格数据连通区边缘的一组连续的像素点坐标，仍不是多边形面，因此需要将其转换为轮廓面，以便分块间相邻的面的合并；
[0010]S6基于S5，将所有面类型为4的轮廓面，写入输出矢量图层文件中；
[0011]S7基于S5，将所有不是面类型4的轮廓面用于构造分段面，所述分段面是一个包分段线、端点和洞的数据结构，通过此结构可以方便的将分块间相邻的面的外轮廓进行连接，从而实现进行合并效果；
[0012]S8将S7中得到的分段面与全局分段面缓存中的分段面进行合并；
[0013]S9基于S8得到的所有面类型为2类或3类分段面，进行分段面属性更新操作，并存入全局分段面缓存中；
[0014]S10基于S8得到所有面类型为1类的分段面，转换成轮廓面；
[0015]S11基于S10，将得到的轮廓面构造成面要素，将面要素写入矢量图层文件中。
[0016]特别的，所述S4中的轮廓包含以下属性：
[0017]外轮廓线，其由轮廓点逆时针连成的外部轮廓线，每个轮廓仅有一条外轮廓线；
[0018]内轮廓线，其由轮廓点逆时针连成的内部轮廓线，每个轮廓可能存在多条内轮廓线或不存在任何内轮廓线。
[0019]特别的，所述S5中的轮廓包含如下属性：外边界点列表、外边界洞列表、外边界面类型，所述S5具体按照以下方案实施：
[0020]S51使用轮廓线转边界线方法，将轮廓的外轮廓线转成轮廓面的外边界，内轮廓线转成轮廓面的洞边界；
[0021]S52根据外轮廓与分块界线的关系确定轮廓面的面类型。
[0022]特别的，所述S51中轮廓线转边界线方法，具体按照以下方案实施：
[0023]输入的轮廓线具有n个结点V＝{v0,v1,...,v
n
‑1}，其中v0表示起点，v
n
‑1表示终点，其中v0≠v
n
‑1，依次遍历轮廓线的每个结点，按照如下公式计算当前结点v
i
的结点类型k：
[0024][0025]于公式(1)中，(x
i
,y
i
)为当前结点v
i
的点坐标，(x
i
‑1,y
i
‑1)为上一结点v
i
‑1的点坐标，(x
i+1
,y
i+1
)为下一结点v
i+1
的点坐标，所述函数location按如下公式(2)所示，K为类型矩阵，其按如下公式(3)所示：
[0026][0027][0028]特别的，所述S51中，根据结点类型k值作出如下选择：
[0029]情况1，当k＝0，不做任何操作；
[0030]情况2，当k＝1，依次连接(x
i
+1,y
i
)和(x
i
,y
i
)两个点；
[0031]情况3，当k＝2，依次连接(x
i
,y
i
+1)和(x
i
+1,y
i
+1)两个点；
[0032]情况4，当k＝3，依次连接(x
i
+1,y
i
)、(x
i
,y
i
)、(x
i
+1,y
i
)和(x
i
+1,y
i
+1)四个点；
[0033]情况5，当k＝4，依次连接(x
i
+1,y
i
)、(x
i
+1,y
i
+1)、(x
i
+1,y
i
)和(x
i
,y
i
)四个点。
[0034]特别的，所述S52具体按照以下方案实施：
[0035]S521遍历外轮廓的所有结点的y坐标，存在y＝0时，则该轮廓与第一行相交；
[0036]S522遍历外轮廓的所有结点的y坐标，存在y＝R时，其中R是分块栅格的高度，则该轮廓与最后一行相交；
[0037]S523根据以下情况判断轮廓面的类型：
[0038]情况1：外轮廓与第一行相交且与最后一行不相交，则面类型为1；
[0039]情况2：外轮廓与第一行不相交且与最后一行相交，则面类型为2；
[0040]情况3：外轮廓与第一行相交且与最后一行相交，则面类型为3；
[0041]情况4：外轮廓与第一行不相交且与最后一行不相交，则面类型为4；
[0042]特别的，所述S7中分段面包含如下属性：分段线列表、分段面洞列表、分段面类型、上端点列表、下端点列表，所述分段线包含如下属性：所属分段面、后接分段线、结点列表，所述上、下端点包含如下属性：所属分段线、X坐标、端点类型；
[0043]所述S7具体按照以下方案实施：
[0044]S71构造分段线，使用输入轮廓面的外边本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于横向切块的超大栅格快速矢量化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1输入二值栅格图，所述二值栅格图为单波段二值栅格图；S2按固定行数对输入栅格图进行横向分块，即划分成多个条带状栅格块，以栅格的左上角为起点，然后间隔R行作为一个分块，栅格的宽为W和高为H，则每个分块的是一个R
×
W大小的条带状栅格,总的分块数量为Nb＝[(H+R
‑
1)/R]；S3从栅格文件中读取一个分块的栅格数据到计算机内存中；S4基于S3中得到的栅格分块，对该分块使用Suzuki1985轮廓追踪算法进行轮廓追踪，得到一系列轮廓；S5将S4中得到的所有轮廓转换成轮廓面；S6基于S5，将所有面类型为4的轮廓面，写入输出矢量图层文件中；S7基于S5，将所有不是面类型4的轮廓面用于构造分段面，所述分段面是一个包分段线、端点和洞的数据结构，通过此结构可以方便的将分块间相邻的面的外轮廓进行连接，从而实现进行合并效果；S8将S7中得到的分段面与全局分段面缓存中的分段面进行合并；S9基于S8得到的所有面类型为2类或3类分段面，进行分段面属性更新操作，并存入全局分段面缓存中；S10基于S8得到所有面类型为1类的分段面，转换成轮廓面；S11基于S10，将得到的轮廓面构造成面要素，将面要素写入矢量图层文件中。2.根据权利要求1所述的基于横向切块的超大栅格快速矢量化方法，其特征在于，所述S4中的轮廓包含以下属性：外轮廓线，其由轮廓点逆时针连成的外部轮廓线，每个轮廓仅有一条外轮廓线；内轮廓线，其由轮廓点逆时针连成的内部轮廓线，每个轮廓可能存在多条内轮廓线或不存在任何内轮廓线。3.根据权利要求1所述的基于横向切块的超大栅格快速矢量化方法，其特征在于，所述S5中的轮廓包含如下属性：外边界点列表、外边界洞列表、外边界面类型，所述S5具体按照以下方案实施：S51使用轮廓线转边界线方法，将轮廓的外轮廓线转成轮廓面的外边界，内轮廓线转成轮廓面的洞边界；S52根据外轮廓与分块界线的关系确定轮廓面的面类型。4.根据权利要求3所述的基于横向切块的超大栅格快速矢量化方法，其特征在于，所述S51中轮廓线转边界线方法，具体按照以下方案实施：输入的轮廓线具有n个结点V＝{v0,v1,...,v
n
‑1}，其中v0表示起点，v
n
‑1表示终点，其中v0≠v
n
‑1，依次遍历轮廓线的每个结点，按照如下公式计算当前结点v
i
的结点类型k：于公式(1)中，(x
i
,y
i
)为当前结点v
i
的点坐标，(x
i
‑1,y
i
‑1)为上一结点v
i
‑1的点坐标，(x
i+1
,y
i+1
)为下一结点v
i+1
的点坐标，所述函数location按如下公式(2)所示，K为类型矩阵，其按如下公式(3)所示：
5.根据权利要求3所述的基于横向切块的超大栅格快速矢量化方法，其特征在于，所述S51中，根据结点类型k值作出如下选择：情况1，当k＝0，不做任何操作；情况2，当k＝1，依次连接(x
i
+1,y
i
)和(x
i
,y
i
)两个点；情况3，当k＝2，依次连接(x
i
,y
i
+1)和(x
i
+1,y
i
+1)两个点；情况4，当k＝3，依次连接(x
i
+1,y
i
)、(x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘润东，黄友菊，韦达铭，吴慧，韩广萍，农志铣，苏时玲，王雨聪，
申请(专利权)人：广西壮族自治区自然资源遥感院，
类型：发明
国别省市：