兼顾要素正确分类及精准定位的栅格海图水深注记自动提取方法

针对当前水深注记自动提取实现困难、精度不高及效率过低等问题,将卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)模型应用于水深注记的自动识别,结合水深注记空间分布及几何特性对传统模式识别算法进行了改进,提出了一种兼顾要素正确分类及精准定位的栅格海图水深注记自动提取方法。通过对海图切片邻域的定量扩张,建立了顾及要素完整性的海图自适应切分模型,克服了CNN模型应用于大幅面海图要素识别的局限性;结合预测框角点位置的空间关系分析及评估,设计了面向空域冲突的要素唯一性判定原则,解决了邻域扩张引起的水深注记重复识别问题;在此基础上,进一步论证了水深注记主点位置的空间分布规律,建立了考虑要素几何分布特征的连通域分析改进模型,实现了水深注记的精准定位及数值提取。试验结果表明:①本文方法较好地实现了水深注记的自动提取,在CNN模型实现水深注记分类及粗定位过程中,具有较高的查全率和分类查准率。同时,最终水深注记数值提取结果正确率较高,且主点位置能满足水深注记提取的特殊要求。②通过多种CNN模型应用于本文自动提取模型中的对比试验,对比不同CNN模型在本文自动提取模型中的效能,分析并给出CNN模型采用的建议。同时,选取表现较好的CNN模型,作为本文模型采用的CNN模型与传统模式识别方法做对比,根据处理时间和查准、查全率结果,证明本文方法具有较高的识别准确率和效率。

一种纸质航海图水深注记表示的新方法

针对由多波束测深手段和由单波束测深及其他传统测深手段获得的水深数据长期并存这一实际,在分析现行的纸质航海图水深注记表示方法存在不足的基础上,提出一种基于字符颜色扩展的海图水深注记表示新方法,即以绿色水深注记表示由多波束测深手段获得的水深数据,黑色水深注记表示由单波束测深及其他传统测深手段获得的水深数据。初步分析表明,这是一种简单、易行的方法,可在纸质航海图上有效实现对两类不同来源、具有显著质量差别的水深数据的表示,能更好地满足航海人员通过纸质航海图上的水深注记直观、准确地认知、重建和利用海底地形信息的需要。

ADO和MATLAB技术在水深注记点处理中的应用

介绍了ADO数据访问技术和M atlab图形绘制技术,对在VC环境下如何调用ADO和M atlab进行了论述,并将该技术成功应用于海岸带地形图水深点处理。

海图水深注记自动综合研究

本文通过对Delaunay三角网的利用和对TIN(Triangulated Irregular Network不规则地形三角网)的化简方法实现了对海图中特征水深注记的选取;并在此基础上建立了具有水深注记分区选取、人机交互选取水深注记、菱型网设置、三角网检测等多项功能的海图水深注记自动综合子系统。

电子海图水深注记表示方法研究

水深注记是表达海底地形的一种重要方式,本文在分析现行海图水深注记表示方法存在不足的基础上,提出了一种基于字符颜色扩展联合图形符号的一体化水深注记表示方法。该方法既顾及了传统的海图表示原则,又拓展了注记的内涵,具有定位正确、水深值无损、直观易读、表达内容丰富等优点,可在电子海图上有效实现对不同类型、不同来源、不同质量差异的水深数据的表示,能更好地满足用户直观、准确的认知和利用海底地形信息的需求。

MicroStation平台下水深注记的自动展绘

水深注记不同于一般陆地高程注记,在国家标准中有着特殊的规定。依据国家标准图式,在分析水深注记的表现形式基础上,研究了水深注记在Micro Station中的展绘方法,并在Micro Station平台下利用MDL二次开发方式实现了水深注记的自动展绘。

数字海图水深注记的自动选取

水深注记作为表示海底地形地貌特征的主要制图要素,它的正确选取对于保证航海安全、反映海底地貌起伏具有重要意义。针对传统的水深注记方法,该文提出一种顾及多重约束条件的水深注记选取方法。在总结水深注记综合约束条件基础上,以Vononoi图为支撑几何构造,对水深注记综合涉及的地形特征、空间分布特征、邻近特征3个方面的综合约束进行了形式化定义;借鉴人工选取的思想,在水深综合约束条件重要性排序的基础上,通过反映地形、空间分布、邻近关系等主体特征的重要水深的依次选取,以及背景水深的抽稀实现水深注记选取;最后以实测数据进行实验,验证该方法的有效性。

海图水深注记的基准更新方法研究

建立统一、规范的深度基准体系是海洋测绘成果应用的基本保证。为了消除目前海图应用中水深注记基准面不一致的影响,本文在以往研究成果的基础上,提出了以平均海面基准为中介的海图新旧深度基准的转换体系,并以某实验海区水深数据为例,构建了基于深度基准面更新模型的海图水深注记的更新方法。经试验验证效果良好。

基于航海应用的海图数据库比例尺分级研究

介绍了我国海图生产现状及基于数据库的海图制图技术,针对以航海图生产为主要目的的海图数据库建设中的比例尺分级问题,依据统一的样本海图选择原则,计算海部要素载负量,计算结果表明,海图载负量数值受地形、人为等因素影响大。定义一个全水深的理想海部区域,通过确定水深注记间距和载负量之间的关系、参考现有海图水深注记最小间距值和航海应用对海图比例尺分级的需求等因素,最终确定了海图数据库比例尺分级方案。

海底地形图表达方法探讨

为实现海底地形多样化表示与服务,丰富海底地形图表示样式,分析了海底地形图的主要内容,研究了海底地形图可视化表达机制。结合多源海底地貌与底质数据的特点,提出了基于颜色扩展联合图形符号、可灵活组合的海底地形图表示策略,给出了水深注记、等深线、深度区、海底底质这4类主要海底地形要素的具体表达方法。试验表明,设计的可视化表达方法能实现不同类型、不同来源、不同质量差异的多类型海底地形数据的有效表达,为海底地形数据的多样化表达提供参考。

面向海图综合的复杂海底地形区域识别

复杂海底地形区域识别是实现海图自动制图综合的必要环节。从服务海图水深注记选取的角度,提出一种面向海图制图综合的复杂海底地形区域自动识别方法。首先,对复杂海底地形的概念和主要特征进行了分析,据此提出了对应的地形特征量化参数;其次,通过对每个水深注记地形特征的度量,筛选出复杂地形特征水深注记;最后,利用聚类技术对提取的复杂地形特征水深注记进行群组划分,并提取出每个群组的边界多边形,从而得到每块复杂海底地形区域的范围。实验表明,各种复杂海底地形区域都能被有效识别,且识别结果与人工识别结果基本一致。