[发明专利]彩色地形图中线要素分割方法

说明书

本发明公开了一种彩色地形图中线要素分割方法，该方法提出色彩混乱程度的概念，并根据色彩混乱程度将所有的线要素都划分为具有一定区域大小的纯色区域和混合色区域；然后利用线要素的色彩信息，对纯色区域进行基于高斯核模糊聚类算法进行分割；而对于混合色区域，则依据其与已分类后的纯色区域之间的空间关系来确定相应混合色区域的隶属关系，以得到最终的分割结果。试验结果表明本发明的方法具有与传统方法相比具有较高的分割效率和分割准确率。

技术领域

本发明涉及一种彩色地形图中线要素分割方法。

背景技术

地形图中的线要素是地理信息系统中重点关注的地理信息之一，线要素的自动提取能够在很大程度上提高地形图数字化的效率。彩色地形图是一种特殊的信息载体，对彩色地形图进行图像分割，即将具有不同属性的地理要素分割到相应的分版图像中，为不同地理要素的识别提供准确的数据，进而较大程度上提高地形图数字化的效率。但地形图中地理要素种类繁多，且纵横交错，有时还存在相互覆盖的情况。此外，由于纸质彩色地形图长时间的存放，可能造成地形图颜色发生变化；或者在扫描的过程中，由于操作员的技术程度、扫描仪的性能等客观原因，造成扫描后地形图图像中含有大量的渐变色、过渡色和杂色等。这些因素都给彩色地形图的图像分割带来不利影响。因此对于扫描质量一般的彩色地形图，目前的分割算法难以得到令人满意的效果。

目前多数的地形图图像分割算法都是将地形图看作为像素点集合,并利用像素的颜色和空间信息逐点处理。较少考虑要素的区域性特征，即像素之间的相互关系与相互影响,因此基于像素的分类算法易受多种因素的影响,其分类结果往往是“椒盐”图像，即分割后线要素连续性差，并且存在较多的空洞。

针对地形图中线要素分割问题，现有的地形图图像分割方法包括面向对象的扫描地形图自动分层算法，算法以线要素为处理对象.该算法相对于传统的以像素为处理对象的分割算法，其分割效果明显改善。但是该算法中利用阈值来分离线要素和背景要素，适用性差；并以整条线要素的中心线的平均色彩信息代表整条线段的色彩特征，特性信息具有片面性；导致该算法难以准确处理复杂情况下线要素的分割。现有的地形图图像分割方法还包括线要素分割方法，但其不适用于污染严重的短线段。基于区域增长的线要素分割算法，该算法已经具有利用区域性特征进行线要素分割的思想，但没有针对色彩较为混乱的区域(特别是节点区域)进行特殊处理，也没有充分利用不同区域之间的空间信息。导致在分割结果中线要素在交叉点(节点)处存在较多断裂的情况。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种彩色地形图中线要素分割方法，能够高效且准确地实现对线要素的分割。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种彩色地形图中线要素分割方法，包括以下步骤：

步骤1，提取彩色地形图中的线要素的骨架线，以骨架线上的每个像素点为圆心，以线要素的宽度为直径作圆，将线要素划分为多个圆形区域；

步骤2，计算每个圆形区域的区域色彩混乱程度E_R，采用的公式如下：

E_R(I_j)＝-∑P(h_ji)log₂P(h_ji)

其中，h_ji是表示第j个圆形区域I_j内第i种色彩，P(h_ji)表示圆形区域I_j中色彩h_ji出现的概率；E_R(I_j)表示圆形区域I_j的区域色彩混乱程度；

步骤3，若圆形区域的区域色彩混乱程度E_R小于或者等于设定阈值T，则该圆形区域为纯色区域R_P；否则，该圆形区域为混合色区域R_M；