军事地图等高线识别与提取.pdfVIP

第27卷第8期 东 北 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Vo1．27．No．8 2O06年 8月 JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience) Aug． 2006 文章编号：1005—3026(2006)08—0831—04 军事地图等高线的识别与提取 谢建华，刘春梅，井元伟 (东北大学 信息科学与工程学院，辽宁 沈阳 110004) 摘 要：针对纸制军事地图等高线的提取问题，运用图像处理、色度分析学和模式识别等理 论，分析了扫描地图数据产生颜色误差的原因，并根据各颜色空间的模型特点，讨论了色彩空间转 换的必要性．先用最大方差 自动取阈法得到地图黑色要素层的单版图，再对阈值分割后的图像进 行C一均值聚类，得到等高线(棕色要素)单版图，最后得到了分离的等高线图层．实验研究表明了 方法的可用性和有效性． 关 键 词：等高线；RGB模型 HSV模型；阈值分割；聚类 中图分类号：TP391．41 文献标识码：A 随着经济建设和国防事业的迅速发展，社会 景色为白色，在地图没有要素的所在处，扫描数据 对数字信息的需求与 日俱增，纸制印刷地图越来 的理想情况应该是由下式表示的： 越无法满足需要．方便快捷、信息量大的电子地图 [R，G，B]= [255，255，255]． (1) 应运而生．但在许多领域，基于电子地图建立的三 然而实际情况并非如此，扫描背景得到的数据往 维地理信息系统尚处于起步发展阶段． 往是如下形式的： 等高线作为地理信息系统中的重要要素，它 [R，G，BJ= 【，．，g，bJ(，．≠g≠b)．(2) 的输入备受关注．而等高线的提取在技术上是相 从而使扫描数据产生颜色偏差[． 当困难的，主要体现在以下两个方面：一是相对于 产生颜色偏差的主要因素，一方面是来 自地 各种工程图纸而言，地形图包含的信息量庞大，各 图的印刷过程，随机因素所产生的随机颜色噪声， 种图形与文字、数字等纵横交错，形状及位置关系 彩色印刷不准确所产生的颜色失真和伪彩色；另 千变万化，很难找出适合于分割所有等高线的方 一 方面来 自于地图的扫描过程，彩色地图的图纸 法；二是扫描图像的质量很大程度上依赖于图纸 质量，扫描仪扫描过程中的光照条件以及光电不 的质量和扫描仪的性能，图纸可能因印刷不规范 稳定性所产生的颜色随机误差．另外，扫描仪分光 或者太长时间的存放而发黄变色，而扫描仪也很 滤光片的非理想性所产生的偏色及颜色失真，彩 难毫无误差地映射出等高线的全貌…． 色图像扫描时边缘效应的存在所产生的过渡颜 在计算机自动识图时，不仅要考虑地形图本 色，由于普染区印刷工艺所造成的普染区颜色的 身的复杂构成，还要考虑由扫描引起的各种噪声 非均匀性，经扫描以后所产生的噪声等等，这些因 因素．因此，地图等高线的自动识别系统研究是一 素所产生的颜色误差是客观存在的，并且是不可 个颇具挑战性的课题2【J． 避免的． 由于这些原因，使得彩色地图扫描数据的颜 1 彩色地图扫描数据的颜色误差分析 色比地图原图更加丰富多彩，如何处理这些颜色 一 般情况下，扫描到计算机中的图像都是 误差并对其进行正确识别和分类是影响彩色地图 BMP格式的