[发明专利]一种基于空间影响域覆盖最大的航标自动选取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于空间影响域覆盖最大的海图航标自动选取方法，属于地理空间信息系统技术领域。

背景技术

航标是海图上一种重要的点状地理要素，具有供舰船定位、指示航道、标示危险物等功能。航标选取是海图制图综合的一个核心问题。

当前，海图制图综合的航标选取，是由制图员依据《中国航海图编绘规范》的要求，采用手工方式进行的。这种手工选取方式一方面会导致作业效率低下，另一方面也可能因制图员的经验、工作态度差异等问题而造成选取结果不一致的情形。航标选取的质量高低，在很大程度上依赖于制图员的业务水平和细致程度。因此，如何利用计算机实现航标的自动选取，一直是海图制图综合中亟待解决的问题。

针对海图制图综合中的航标自动选取，一些学者对此进行了研究。王厚祥在统计分析航标选取的概率与航标类型、射程、密度、地理位置、海图比例尺等因素关系的基础上，利用模糊综合评判方法，建立了航标自动选取的模糊综合评判模型。郑义东等通过建立航标专用数据库的基础上，对航标位置、灯高、射程等属性特征逐一比较来确定航标选取的先后顺序，对航标的自动选取问题进行了探讨。以上研究都是模拟人脑思维模式，在航标定性分类分级的基础上对自动选取所做的探讨和尝试，未能形成切实可行的自动选取方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本申请提出一种基于空间影响域覆盖最大的航标自动选取方法。该方法首先根据航标的空间影响域模型，计算航标的空间影响域；然后动态计算待选航标的有效影响域，并选取有效影响域最大的航标，使所选航标的影响域叠加之后的总影响域所覆盖的区域最大。具体技术方案如下。

本申请提供的基于空间影响域覆盖最大的海图航标自动选取方法，主要包括如下步骤：

1）读入航标待选取区域范围之内的资料图上所有航标的平面位置信息、射程或发光强度以及标身高度信息，作为待选航标；

2）计算预定的选取数量指标；

3）利用步骤1）读入的航标射程或发光强度、标身高度值计算航标的空间影响域半径，进而计算航标的空间影响域；

4）开始一个轮次的选取：首先，将当前轮次已选航标的总影响域集合初始为“空”；然后，分析待选航标空间影响域的大小关系，选取空间影响域最大的航标为当前轮次的首个航标，并将所选航标的空间影响域添加到当前轮次已选航标的总影响域集合中，动态更新当前轮次已选航标的总影响域集合；

5）判断已选取航标的数量是否等于预定的选取数量指标；如果已选取航标的数量小于预定的选取数量指标，进入步骤6)；否则，结束选取，进入步骤9)；

6）计算剩余待选航标的有效影响域;

7）分析步骤6）中所计算的待选航标有效影响域的大小关系，并判断有效影响域的最大值是否为0；如果不为0，进入步骤（8）；如果为0，转步骤4）开始新一轮次的选取；

8）选取有效影响域最大的航标，并将所选航标的空间影响域添加到当前轮次已选航标的总影响域集合中，动态更新当前轮次已选航标的总影响域集合；然后转步骤（5）；

9） 输出选取的航标的平面位置信息、射程和标身高度信息。

本申请中，步骤2）中所述计算预定选取数量指标的方法为：根据资料图比例尺和目标图比例尺，利用航标选取的方根规律模型计算预定的选取数量指标，其中是预定的选取数量指标，是资料图上航标的数量，是资料图比例尺分母，是目标图比例尺分母。

本申请中，步骤3）中所述计算航标的空间影响域半径及空间影响域的方法为：根据航标的标身高度、射程或发光强度计算航标的空间影响域半径的公式为：，其中分别是航标在白天、夜间的影响作用的权重值，分别是航标在白天、夜间的比例系数，为航标的标身高度，为航标的灯光发光强度或射程，为人眼分别在白天、夜间能够分辨航标形状的视角阈值、产生感光的照度阈值；与航标的距离小于航标空间影响域半径的区域即为航标的空间影响域，其中表示航标的空间影响域，表示位置点到航标的欧式距离。

本申请中，步骤6）中所述计算待选航标有效影响域的方法为：对当前轮次已选航标的总影响域集合中各航标的空间影响域进行并运算，即将存在相交关系的已选航标的空间影响域进行合并，进而将当前轮次已选航标的总影响域集合化简为若干个互不相交的多边形的集合；然后，用待选航标的空间影响域减去其自身与化简后的当前轮次已选航标总影响域集合中各多边形重叠部分的区域，减完之后剩下的区域就是此待选航标的有效影响域。