[发明专利]一种测绘信息沙盘数据处理方法

权利要求书

1.一种测绘信息沙盘数据处理方法，其特征在于：所述方法为：通过沙盘的立体模型各点的曲面特征，将高斯曲率引入到曲面特征的立体半色调算法的误差项中，来弥补由于立体曲面比二维平面喷绘面积增大导致的颜色变淡现象，具体为：先设计曲面特征的立体半色调算法，该曲面特征的立体半色调算法的原理是通过区域图像二值点的特定分布，来产生连续色调的错觉；因此，沙盘的喷绘点的视觉灰度值不仅与立体模型当前点的二值输出有关，同时与周围局部喷绘点的分布有紧密联系，需对喷绘点区域曲面的曲面特性进行提取，曲面面积的变化和曲面的弯曲程度有直接关系，则曲面的弯曲程度离散地通过立体模型每个点的曲率来表达；将高斯曲率引入到曲面特征的立体半色调算法的误差项中，来弥补由于立体曲面比二维平面喷绘面积增大导致的颜色变淡现。

2.根据权利要求1所述的一种测绘信息沙盘数据处理方法，其特征在于：所述高斯曲率的获得方式具体为：设曲面在P点处的两个主曲率为K1、K2，它们的乘积K称为曲面于该点P的高斯曲率；高斯曲率K的绝对值有明显的几何意义，把曲面上的顶点映射到单位球的球心，把法线的端点映射到球面上，即将曲面上的点与球面上的点建立了一种对应叫高斯映射；所述高斯曲率值有正负之分，代表着不同的物理意义：

①K>0,该点为椭圆点；

②K<0,该点为双曲点；

③K＝0,该点为平面点或抛物点；

其中，|K|值代表该点P所在曲面局部的弯曲程度，从高斯曲率的几何含义可得，|K|越大，该点所在局部曲面弯曲程度越厉害，在曲面局部面积一定的条件下，高斯映射面积越大，因此，利用高斯曲率描述局部曲面面积变化。

3.根据权利要求1所述的一种测绘信息沙盘数据处理方法，其特征在于：所述曲面特征的立体半色调算法的输入包括两部分：经过CMYK分色后的灰度图像和立体模型的数字高程模型数据DEM，该数字高程模型数据DEM用X，Y，Z规格网点组成的数据集；所述曲面特征的立体半色调算法基于相邻点算法中的误差分散法，在误差分散法的选择上，选取Floyd-Steinberg算法，将左上邻近四点作为误差分散项的输入；Floyd-Steinberg算法的输出包括当前点的二值输出以及右下相邻四点的误差项输出。

4.根据权利要求3所述的一种测绘信息沙盘数据处理方法，其特征在于：所述曲面特征的立体半色调算法具体为：首先通过沙盘的立体模型DEM数据得到各点高斯曲率，然后对高斯曲率进行归一化，乘上比例系数λ，得到立体半色调处理的曲率特征输入值，结合灰度图像当前点的灰度值，以及所述处理的左上四点邻近点的误差项，通过Floyd-Steinberg算子得到当前点的立体半色调输出以及右下未处理的四邻近点误差分散项；遍历完成图像所有点后，得到立体半色调处理输出图像。

5.根据权利要求4所述的一种测绘信息沙盘数据处理方法，其特征在于：所述将高斯曲率引入到曲面特征的立体半色调算法的误差项中，来弥补由于立体曲面比二维平面喷绘面积增大导致的颜色变淡现象具体为：将Floyd-Steinberg算法从图像的左上角开始计算，计算路径由左向右，由上至下；假定灰度图像取值范围从b到w，灰度图像中间值t＝(b+w)/2；设灰度图中当前像素的灰度为g，误差值为e，则半色调图像对应像素的输出如下：

如果g>t,则该点像素为w,e＝g-w；

如果g<＝t,则该点像素为b,e＝g-t；

对于该点产生的e，以空间向量角α，β，γ，δ的比例传递给右方、左下、下方、右下的像素，其中α+β+γ+δ＝1得到误差分散项；

Floyd-Steinberg算子表示如式(3.4)所示，#代表当前像素点：

由上式可得到归一化误差高斯曲率分布E_k(u，v)，其中u,v表示图像中的点坐标，乘以比例系数λ，得到高斯曲率误差补偿λ*E_k(u，v)；λ的取值依据图像的平均灰度值调整，取值越大，得到的半色调图像灰度均值越低，意味着着色点的增加，曲率补偿越明显；结合Floyd-Steinberg立体半色调处理算法，将该量化误差代入到曲面特征的立体半色调算法的误差分散项中，对由于曲面面积变化引起的颜色失真进行补偿，从而来弥补由于立体曲面比二维平面喷绘面积增大导致的颜色变淡现象。