[发明专利]非标准地图的半自动数字化方法

说明书

技术领域

本发明涉及图形数字化技术，具体涉及一种适用于乡镇规划图，农业、林业区划图，土壤、地形、地质和水文等诸多领域的非标准地图的半自动数字化方法。

背景技术

迄今为止各行各业已编绘和积累了大量的纸质线划地图(矢量地图)，有些年代很久，难免产生破损、陈旧。例如，在1979-1985年间，全国开展了第二次土壤普查，大部分乡镇完成了1∶1万土壤图，县(区)则完成1∶5万土壤图。这些图件大部分是手工完成，没有统一要求和标准，没有正式出版，不同地方的图件质量可有较大的差别，我们称这些图件为非标准矢量地图。

随着信息科学与空间技术、现代计算技术的飞速发展，地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)在各个领域的广泛应用，客观上需要对这些珍贵历史图件进行数字化。尽管，已有较好的技术对标准地图进行有效的数字化方法，但是，针对大量存在的非标准矢量地图，目前仍未见有完整、快速、高效和准确的方法来完成这一工作。仅以土壤图为例，美国的自然资源保护局自1990年就开始组织在全国范围内进行1∶2～2.4万详细比例尺土壤调查纸质图的矢量化工作。一般的州要聘请10多位工人和专业技术人员，花费5～10年的时间以及超过200万美元的费用。但该项目周期长、耗资大，至今美国仍没有全部完成全国的工作(详见网站websoilsurvey.nrcs.usda.gov)。我国这方面的工作则更是延后。至今为止，还没有见到任何一个省/自治区已经全部完成大比例尺土壤详查图的数字化工作的相关报道。

标准化的、正式出版的矢量地图由于其质量高，线条连续、均匀、清晰，目前已有比较成熟的自动矢量化方法。然而，针对标准纸质矢量地图的数字化方法并不适用于非标准矢量地图。由于非标准纸质矢量地图普遍存在着诸如线条不清晰、线条粗细不均或经常有断线等问题，这些问题的普遍存在大大增加了数字化的难度。若采用已有的针对标准纸质矢量地图的自动数字化方法，会由于上述问题的存在生成大量的不连续矢量化线条，需要人工参与进行判读修正，反而增大了工作量；若采用目前应用较为普遍的常规手工数字化方法则是工作量大、效率低。这些问题的普遍存在大大增加了数字化的难度，现有技术针对非标准矢量地图的数字化处理存在缺少准确、高效的矢量化方法的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种图像处理精度好、效率高、工作量低、周期短、应用范围广的非标准地图的半自动数字化方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种非标准地图的半自动数字化方法，其实施步骤如下：

1)扫描获取原始纸质非标准地图的栅格图像，将所述栅格图像进行地理空间配准和校正，将校正后的栅格图像二值化处理；

2)建立线性矢量图层，将所述线性矢量图层赋予与所述校正后栅格图像一致的地理空间参照系统；

3)将线性矢量图层叠加至二值化处理后的栅格图像且使线性矢量图层位于上层，识别并捕捉栅格图像中的线条的中线；对捕捉到栅格图像中的线条的中线逐一进行自动追踪，并对每一条自动追踪的线条进行断线、端点人工判别并进行矢量化处理得到矢量图像；

4)参照原始纸质非标准地图对矢量图像中的地图要素进行属性赋值，将属性赋值后的矢量图像进行检查、修正；

5)将修正后的矢量图像重新建立矢量图像的拓扑关系，检查并修正矢量图像中的重叠和间隙等拓扑错误，最终得到数字化处理完毕的矢量图像。

作为本发明上述技术方案的进一步改进：

所述步骤4)之前还包括将矢量图像的线状要素转换为面状要素提取矢量图像中的土壤图斑、城镇和面状水体等面状信息。

所述步骤1)中扫描获取原始纸质非标准地图的栅格图像的扫描分辨率为200～300DPI。

所述步骤1)中将栅格图像进行地理空间配准和校正具体步骤如下：在所述栅格图像中选择20～30个清晰明显的且不易随时间而变化的地面控制点，然后根据所述地面控制点通过一次多项式、或者二次多项式、或者三次多项式进行配准和校正。

本发明具有下述优点：

1、本发明的非标准地图的半自动数字化方法针对非标准纸质地图，通过栅格捕捉、自动追踪、人工判读识别交互进行的半自动数字化方法，能有效的解决标准矢量地图自动数字化方法在非标准矢量地图矢量化工作过程中的不适用和常规手工数字化方法的精度与效率低下问题，在保证精度的同时，可显著提高工作效率，具有图像处理精度好、图像处理效率高、处理工作量低、处理周期快的优点。