纸地图 扫描转换 拼接子图块 裁剪地图 矢量图编辑 矢量图合成 图像处理矢量化 图6-3:地图信息处理流程图 在扫描后处理中,需要进行栅格转矢量的运算,一般称为扫描矢量化过程。扫描矢量化 可以自动进行,但是扫描地图中包含多种信息,系统难以自动识别分辨(例如,在一幅地形 图中,有等高线、道路、河流等多种线地物,尽管不同地物有不同的线型、颜色,但是对于 计算机系统而言,仍然难以对它们进行自动区分),这使得完全自动矢量化的结果不那么“可 靠”,所以在实际应用中,常常采用交互跟踪矢量化,或者称为半自动矢量化 将栅格图像转换为矢量地图一般需要以下一系列步骤[ Musavi1988] 1)图像二值化( Threshold) 图像二值化用于从原始扫描图像计算得到黑白二值图像( Binary Image),通常将图像上 的白色区域的栅格点赋值为0:而黑色区域为1,黑色区域对应了要矢量化提取的地物,又 称为前景 2)平滑( Smooth) 图像平滑用于去除图像中的随机噪声,通常表现为斑点。 3)细化 细化将一条线细化为只有一个像素宽,细化是矢量化过程中的重要步骤,也是矢量化的 基础。 4)链式编码 链式编码将细化后的图像转换成为点链的集合,其中每个点链对应于一条弧段。 5)矢量线提取 将每个点链转化成为一条矢量线。每条线由一系列点组成,点的数目取决于线的弯曲程 度和要求的精度 除了上述五个步骤以外,还需要一些处理以方便图像矢量化过程,如图像拼接和剪裁等 等,下面对这些操作以及相关算法进行描述 1.4.2图像拼接職剪 1)图像拼接 以两相邻地图图像的部分重叠区为基础,把它们合成为一幅整图的过程叫做图像拼接 分上下拼接和左右拼接。以左右拼接为例,取左图右边缘一个矩形区域A,取右图左边缘一 个矩形区域B,如果A和B有一定的重叠区,可以利用计算机实现自动的匹配,其拼接算法 如下 (1.1)由A中右侧边缘从右至左依次取若干个列L1(0),L1(1),…,L1(n),以 各列内像素灰度的长度序列为特征向量,分别求出以上各列的特征向量V(0),V(1) 1(n) (2.2)自动拼接即由B中左侧从左至右依次取若干列L2(n),L2(n-1),…,L2(0), 以各列内像素灰度的长度序列为特征向量,分别求出以上各列的特征向量V2(n)V (n-1,…,V2(0)若向量序列(0;Ⅵ(1),…,Ⅵ(m)和2(0),2(1),… V2(n)7匹配,则转向步骤4。 2.3)人工拼接即固定A,通过人机交互控制B以一定步长上下左右移动,直到A 和B重叠区对齐为止。纸地图 扫描转换 拼接子图块 裁剪地图 矢量图编辑 矢量图合成 图像处理矢量化 图 6-3：地图信息处理流程图 在扫描后处理中，需要进行栅格转矢量的运算，一般称为扫描矢量化过程。扫描矢量化 可以自动进行，但是扫描地图中包含多种信息，系统难以自动识别分辨（例如，在一幅地形 图中，有等高线、道路、河流等多种线地物，尽管不同地物有不同的线型、颜色，但是对于 计算机系统而言，仍然难以对它们进行自动区分），这使得完全自动矢量化的结果不那么“可 靠”，所以在实际应用中，常常采用交互跟踪矢量化，或者称为半自动矢量化。 将栅格图像转换为矢量地图一般需要以下一系列步骤[Musavi 1988]： 1）图像二值化（Threshold） 图像二值化用于从原始扫描图像计算得到黑白二值图像（Binary Image），通常将图像上 的白色区域的栅格点赋值为 0；而黑色区域为 1，黑色区域对应了要矢量化提取的地物，又 称为前景。 2）平滑（Smooth） 图像平滑用于去除图像中的随机噪声，通常表现为斑点。 3）细化 细化将一条线细化为只有一个像素宽，细化是矢量化过程中的重要步骤，也是矢量化的 基础。 4）链式编码 链式编码将细化后的图像转换成为点链的集合，其中每个点链对应于一条弧段。 5）矢量线提取 将每个点链转化成为一条矢量线。每条线由一系列点组成，点的数目取决于线的弯曲程 度和要求的精度。 除了上述五个步骤以外，还需要一些处理以方便图像矢量化过程，如图像拼接和剪裁等 等，下面对这些操作以及相关算法进行描述。 1．4．2 图像拼接/裁剪 1）图像拼接 以两相邻地图图像的部分重叠区为基础，把它们合成为一幅整图的过程叫做图像拼接， 分上下拼接和左右拼接。以左右拼接为例，取左图右边缘一个矩形区域 A，取右图左边缘一 个矩形区域 B，如果 A 和 B 有一定的重叠区，可以利用计算机实现自动的匹配，其拼接算法 如下： （1．1）由 A 中右侧边缘从右至左依次取若干个列 L1（O），L1（1），…，L1（n），以 各列内像素灰度的长度序列为特征向量，分别求出以上各列的特征向量 V1（O），V1（1），…， V1（n）。 （2．2）自动拼接 即由 B 中左侧从左至右依次取若干列 L2（n），L2（n-1），…，L2（O）， 以各列内像素灰度的长度序列为特征向量，分别求出以上各列的特征向量 V2（n）：V2 （n-1），…，V2（O）。若向量序列[V1（O）；V1（1）,…，V1（n）］和[V2（O），V2（1），…， V2（n）］匹配，则转向步骤 4。 （2．3）人工拼接 即固定 A，通过人机交互控制 B 以一定步长上下左右移动，直到 A 和 B 重叠区对齐为止