一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法及系統(tǒng)，其系統(tǒng)包括探測(cè)劃分模塊、匹配模塊、分形插值模塊和合并模塊。探測(cè)劃分模塊探測(cè)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲特征，分別在起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上得到若干個(gè)彎曲；匹配模塊對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上的彎曲進(jìn)行匹配，得到若干彎曲對(duì)；分形插值模塊對(duì)彎曲對(duì)分形插值，得到對(duì)應(yīng)的分形插值單元曲線；合并模塊將分形插值單元曲線順次連接，得到完整的海岸線分形插值曲線。通過對(duì)起止尺度海岸線的可控分形插值可得到起止尺度之間任意目標(biāo)尺度的海岸線要素，實(shí)現(xiàn)對(duì)海岸線要素的多尺度表達(dá)，既保持了海岸線的分形特征，又很好的顧及了海岸線的地理特征約束。
【專利說明】
一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及地理信息測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方 法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 線要素連續(xù)多尺度表達(dá)一直是GIS領(lǐng)域的難題和核心研究問題之一，在空間數(shù)據(jù) 集成與更新、多層次空間分析、在線空間數(shù)據(jù)漸進(jìn)式傳輸、空間認(rèn)知與導(dǎo)航、自適應(yīng)動(dòng)態(tài)可 視化等方面都有廣泛的應(yīng)用需求。海岸線是一種具有典型分形特征的線狀地物，著名的分 形理論就源自于美籍法國數(shù)學(xué)家曼德爾布羅特(B.B. Mandelbrot)對(duì)英國海岸線不確定的 測(cè)量長度問題的思考。其連續(xù)多尺度表達(dá)方法主要有兩種:地圖自動(dòng)綜合方式和函數(shù)插值 方式。由于地圖自動(dòng)綜合只采用一個(gè)初始數(shù)據(jù)集，僅能做一端控制，一方面容易產(chǎn)生幾何、 拓?fù)涞炔灰恢虑樾?，另一方面受綜合目的和綜合指標(biāo)等不同因素的影響，其綜合結(jié)果可能 迥異。因此，地圖自動(dòng)綜合的連續(xù)多尺度表達(dá)一直進(jìn)展緩慢，成為國際上至今沒有得到徹底 解決的一個(gè)難題。函數(shù)插值方式實(shí)際上是對(duì)地圖自動(dòng)綜合方式的一個(gè)折中，也是目前實(shí)際 可行的解決方案。其思想是在起止兩個(gè)關(guān)鍵尺度線要素?cái)?shù)據(jù)集控制下，通過構(gòu)造一個(gè)插值 函數(shù)，實(shí)現(xiàn)該尺度范圍內(nèi)任意尺度線要素的表達(dá)。目前該函數(shù)的選擇主要采用歐氏連續(xù)函 數(shù)，如Morphing變換函數(shù)，傅立葉級(jí)數(shù)描述函數(shù)等。但是這些插值函數(shù)原本針對(duì)的是歐氏幾 何描述的對(duì)象，對(duì)于具有分形特征的自然線要素，容易導(dǎo)致過度的"光滑"和"近似"，產(chǎn)生失 真現(xiàn)象。如果采用具備分形建模能力的分形插值函數(shù)則能有效的模擬自然線要素的分形特 征，只不過現(xiàn)有分形插值方法關(guān)注的焦點(diǎn)主要集中在幾何層面上形態(tài)逼真的分形設(shè)計(jì)與實(shí) 現(xiàn)上，無法有效地顧及自然線要素的多層次地理結(jié)構(gòu)特征及空間位置精度等地理特征約 束，且分形插值過程不可控，因此難以滿足連續(xù)多尺度表達(dá)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海岸線要素連 續(xù)多尺度表達(dá)方法及系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
[0005] 依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法，包括如下 步驟：
[0006] 步驟1:分別探測(cè)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲特征，并根據(jù)彎曲特征 分別對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線進(jìn)行劃分，分別在起始尺度海岸線和終止尺度海 岸線上得到若干個(gè)彎曲；
[0007] 步驟2:對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上的彎曲進(jìn)行匹配，得到若干個(gè)彎曲 對(duì)，并以匹配的所述彎曲對(duì)作為分形插值單元；
[0008] 步驟3:利用改進(jìn)的一維隨機(jī)中點(diǎn)移位法對(duì)所述分形插值單元進(jìn)行分形插值，得到 對(duì)應(yīng)的分形插值單元曲線；
[0009] 步驟4:將所述分形插值單元曲線順次進(jìn)行連接，得到完整的海岸線分形插值曲 線。
[0010] 依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)系統(tǒng)，包括探 測(cè)劃分模塊、匹配模塊、分形插值模塊和合并模塊。
[0011] 所述探測(cè)劃分模塊用于分別探測(cè)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲特征， 并根據(jù)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲特征分別對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度 海岸線進(jìn)行劃分，分別在起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上得到若干個(gè)彎曲；所述匹配 模塊用于對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上的彎曲進(jìn)行匹配，得到若干個(gè)彎曲對(duì);所 述分形插值模塊用于以匹配的所述彎曲對(duì)作為分形插值單元進(jìn)行分形插值，得到對(duì)應(yīng)的分 形插值單元曲線;所述合并模塊用于將所述分形插值單元曲線順次進(jìn)行連接，得到完整的 海岸線分形插值曲線。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法及系統(tǒng)，通 過對(duì)起止尺度海岸線的可控分形插值可以得到起止尺度之間任意目標(biāo)尺度的海岸線要素， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)海岸線要素的多尺度表達(dá)，既保持了海岸線的分形特征，又很好的顧及了海岸線 的地理特征約束。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法流程圖；
[0014] 圖2為本發(fā)明的一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)過程示意圖；
[0015] 圖3為本發(fā)明的一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0017] 實(shí)施例一、一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法，下面將結(jié)合圖1、2對(duì)本實(shí)施例的 一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0018] 如圖1、2所示，一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法，包括如下步驟：
[0019] 步驟1:分別探測(cè)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲特征，并根據(jù)彎曲特征 分別對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線進(jìn)行劃分，分別在起始尺度海岸線和終止尺度海 岸線上得到若干個(gè)彎曲；
[0020] 步驟2:對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上的彎曲進(jìn)行匹配，得到若干個(gè)彎曲 對(duì)，并以匹配的所述彎曲對(duì)作為分形插值單元；
[0021] 步驟3:利用改進(jìn)的一維隨機(jī)中點(diǎn)移位法對(duì)所述分形插值單元進(jìn)行分形插值，得到 對(duì)應(yīng)的分形插值單元曲線；
[0022] 步驟4:將所述分形插值單元曲線順次進(jìn)行連接，得到完整的海岸線分形插值曲 線。
[0023] 本實(shí)施例中，所述步驟1的具體實(shí)現(xiàn)為：
[0024]步驟11:對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線分別構(gòu)建約束Deluanay三角網(wǎng)，保 留內(nèi)陸一側(cè)的三角形，并對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線陸地側(cè)彎曲部分分別進(jìn)行探 測(cè)，識(shí)別其中的第IV類三角形，并根據(jù)第IV類三角形之間的嵌套關(guān)系構(gòu)建彎曲層次結(jié)構(gòu)樹； [0025]步驟12:根據(jù)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲層次結(jié)構(gòu)樹中的樹節(jié)點(diǎn)分 別對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線進(jìn)行劃分，分別在起始尺度海岸線和終止尺度海岸 線上得到若干個(gè)彎曲。
[0026]這里，所述步驟11中，由I類三角形進(jìn)入所述彎曲單元內(nèi)的彎曲區(qū)域，刪除當(dāng)前三 角形，進(jìn)入其鄰近三角形，反復(fù)往前行進(jìn)直到到達(dá)Π類三角形為止，如果當(dāng)前考察三角形為 m類三角形，則行進(jìn)路線是惟一的；如果當(dāng)前考察三角形為iv類三角形，路線產(chǎn)生分叉，有2 條路線進(jìn)入鄰近三角形，采用棧記錄"剝皮"行進(jìn)過程，得到彎曲層次結(jié)構(gòu)樹。
[0027]其中，標(biāo)記某個(gè)所述彎曲單元靠近內(nèi)陸一側(cè)內(nèi)的三角形的頂點(diǎn)分別為Q^QdPfe， 貝1JI類三角形為與Qi、Q2或Q3任意一點(diǎn)相連的三角形；Π類三角形為非I類三角形，且只有一 個(gè)鄰近三角形的三角形；m類三角形為非I類三角形，且有兩個(gè)鄰近三角形的三角形；IV類 三角形為非I類三角形，且有三個(gè)鄰近三角形的三角形。
[0028] 所述彎曲層次結(jié)構(gòu)樹包括若干個(gè)樹節(jié)點(diǎn)，通過構(gòu)建彎曲層次結(jié)構(gòu)樹，將實(shí)際中海 岸線的彎曲特征轉(zhuǎn)換為所述彎曲層次結(jié)構(gòu)樹，可以對(duì)所述起止尺度海岸線的彎曲層次進(jìn)行 表達(dá)，通過彎曲層次結(jié)構(gòu)樹對(duì)海岸線的彎曲層次表達(dá)，方便計(jì)算機(jī)識(shí)別所述起止海岸線的 彎曲特征。
[0029] 本實(shí)施例中，所述步驟2的具體實(shí)現(xiàn)為:分別從起始尺度海岸線和終止尺度海岸線 的彎曲層次結(jié)構(gòu)樹的根節(jié)點(diǎn)出發(fā)，由根節(jié)點(diǎn)向葉節(jié)點(diǎn)遍歷，--建立起始尺度海岸線和終 止尺度海岸線上彎曲之間的匹配關(guān)系，直到所有樹節(jié)點(diǎn)遍歷完畢，得到若干個(gè)相互匹配的 彎曲對(duì)。通過對(duì)起止尺度海岸線上的彎曲進(jìn)行匹配，可以建立所述起始海岸線和終止海岸 線之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，這樣方便后續(xù)對(duì)每個(gè)匹配后的彎曲對(duì)進(jìn)行分形插值，盡可能保持 海岸線原貌，也可以保持插值精度。
[0030] 優(yōu)選地，所述步驟3中，在對(duì)所述分形插值單元進(jìn)行分形插值之前，先通過起始比 例尺和目標(biāo)比例尺確定分形插值次數(shù)η，具體公式如下：
[0032]其中，D為分維數(shù)，d為移位系數(shù)，MdPl分別為起始比例尺和目標(biāo)比例尺，設(shè)定當(dāng)前 的所述分形插值單元為i。
[0033] 通過設(shè)定不同的目標(biāo)比例尺，可以計(jì)算出不同的分形插值次數(shù)，通過不同的分形 插值次數(shù)，可以得到海岸線要素的不同尺度表達(dá)，也可以滿足任意不同精度的海岸線尺度 需求。
[0034] 優(yōu)選地，在對(duì)每個(gè)所述分形插值單元進(jìn)行分形插值前，還對(duì)一維隨機(jī)中點(diǎn)移位法 中的分形參量進(jìn)行約束控制，具體實(shí)現(xiàn)為：
[0035] 根據(jù)匹配后的彎曲對(duì)i獲取所述起止尺度海岸線上彎曲對(duì)i的交點(diǎn)，并標(biāo)記彎曲對(duì) 的兩個(gè)端點(diǎn)為Ai和Bi，連接Ai和Bi并將線段AiBi作為彎曲基線，并在彎曲對(duì)i中終止尺度海岸 線上選取距離所述彎曲基線最遠(yuǎn)的點(diǎn)標(biāo)記為P，將P點(diǎn)到所述彎曲基線的垂足標(biāo)記為彎曲基 線垂足0;
[0036] 在移位種子點(diǎn)上進(jìn)行控制:選取P點(diǎn)到彎曲基線AiBi的垂足0作為移位種子點(diǎn)；
[0037] 在移位偏移量上進(jìn)行控制:選取P點(diǎn)到彎曲基線祕(mì)!的垂足0之間的距離d作為移位 的最大偏移量；
[0038] 在移位方向上進(jìn)行控制：選取彎曲基線垂足0到點(diǎn)P的方向?yàn)楫?dāng)前的插值移位方 向。
[0039] 通過對(duì)一維隨機(jī)中點(diǎn)移位法中的分形參量進(jìn)行約束控制，可以在后續(xù)分形插值時(shí) 更加精確，得到的分形插值單元曲線更接近海岸線的原貌。
[0040] 實(shí)施例二、一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)系統(tǒng)，下面將結(jié)合圖3對(duì)本實(shí)施例的一 種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0041] 如圖3所示，一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括探測(cè)劃分模 塊、匹配模塊、分形插值模塊和合并模塊。
[0042] 所述探測(cè)劃分模塊用于分別探測(cè)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲特征， 并根據(jù)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲特征分別對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度 海岸線進(jìn)行劃分，分別在起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上得到若干個(gè)彎曲；所述匹配 模塊用于對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上的彎曲進(jìn)行匹配，得到若干個(gè)彎曲對(duì);所 述分形插值模塊用于以匹配的所述彎曲對(duì)作為分形插值單元進(jìn)行分形插值，得到對(duì)應(yīng)的分 形插值單元曲線;所述合并模塊用于將所述分形插值單元曲線順次進(jìn)行連接，得到完整的 海岸線分形插值曲線。
[0043] 本實(shí)施例中，所述探測(cè)劃分模塊包括探測(cè)單元和劃分單元。
[0044] 所述探測(cè)單元用于對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線分別構(gòu)建約束Deluanay 三角網(wǎng)，保留內(nèi)陸一側(cè)的三角形，并對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線陸地側(cè)彎曲部分 分別進(jìn)行探測(cè)，識(shí)別其中的第IV類三角形，并根據(jù)第IV類三角形之間的嵌套關(guān)系構(gòu)建彎曲 層次結(jié)構(gòu)樹。
[0045]這里，所述探測(cè)單元由I類三角形進(jìn)入所述彎曲單元內(nèi)的彎曲區(qū)域，刪除當(dāng)前三角 形，進(jìn)入其鄰近三角形，反復(fù)往前行進(jìn)直到到達(dá)π類三角形為止，如果當(dāng)前考察三角形為m 類三角形，則行進(jìn)路線是惟一的；如果當(dāng)前考察三角形為iv類三角形，路線產(chǎn)生分叉，有2條 路線進(jìn)入鄰近三角形，采用棧記錄"剝皮"行進(jìn)過程，得到彎曲層次結(jié)構(gòu)樹。所述彎曲層次結(jié) 構(gòu)樹包括若干個(gè)樹節(jié)點(diǎn)，通過構(gòu)建彎曲層次結(jié)構(gòu)樹，將實(shí)際中海岸線的彎曲特征轉(zhuǎn)換為所 述彎曲層次結(jié)構(gòu)樹，可以對(duì)所述起止尺度海岸線的彎曲層次進(jìn)行表達(dá)，通過彎曲層次結(jié)構(gòu) 樹對(duì)海岸線的彎曲層次表達(dá)，方便計(jì)算機(jī)識(shí)別所述起止海岸線的彎曲特征。
[0046]其中，標(biāo)記某個(gè)所述彎曲單元靠近內(nèi)陸一側(cè)內(nèi)的三角形的頂點(diǎn)分別為Q^QdPfe， 貝IJI類三角形為與Qi、Q2或Q3任意一點(diǎn)相連的三角形；Π類三角形為非I類三角形，且只有一 個(gè)鄰近三角形的三角形；m類三角形為非I類三角形，且有兩個(gè)鄰近三角形的三角形；IV類 三角形為非I類三角形，且有三個(gè)鄰近三角形的三角形。
[0047] 所述劃分單元用于利用起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲層次結(jié)構(gòu)樹中 的樹節(jié)點(diǎn)分別對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線進(jìn)行劃分，分別在起始尺度海岸線和終 止尺度海岸線上得到若干個(gè)彎曲。
[0048] 通過所述探測(cè)劃分模塊可以根據(jù)根據(jù)探測(cè)的海岸線彎曲特征對(duì)海岸線進(jìn)行劃分， 從而將海岸線的整體分形插值變換為以單個(gè)彎曲為單位進(jìn)行分段插值，這樣不僅可以使得 插值的結(jié)果保持海岸線的整體彎曲結(jié)構(gòu)特征，還可以利用各彎曲的彎曲特征對(duì)分形插值過 程進(jìn)行約束控制，以保證插值的精確度和提高分形插值的效果。
[0049] 所述匹配單元分別從起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲層次結(jié)構(gòu)樹的根 節(jié)點(diǎn)出發(fā)，由根節(jié)點(diǎn)向葉節(jié)點(diǎn)遍歷，一一建立起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上彎曲之 間的匹配關(guān)系，直到所有樹節(jié)點(diǎn)遍歷完畢，得到若干個(gè)相互匹配的彎曲對(duì)。通過對(duì)起止尺度 海岸線上的彎曲進(jìn)彳丁匹配，可以建立所述起始海岸線和終止海岸線之間的 對(duì)應(yīng)關(guān)系， 這樣方便后續(xù)對(duì)每個(gè)匹配后的彎曲對(duì)進(jìn)行分形插值，盡可能保持海岸線原貌，也可以保持 插值精度。
[0050] 本實(shí)施例中，所述分形插值模塊包括插值單元和分形參量約束單元。
[0051] 所述插值單元用于利用一維隨機(jī)中點(diǎn)移位法，并以匹配的所述彎曲對(duì)作為分形插 值單元進(jìn)行分形插值，得到對(duì)應(yīng)的分形插值單元曲線;所述分形參量約束單元在對(duì)每個(gè)所 述分形插值單元進(jìn)行分形插值前，對(duì)一維隨機(jī)中點(diǎn)移位法中的分形參量進(jìn)行約束控制；其 中，所述分形參量包括移位種子點(diǎn)、移位偏移量和移位方向。
[0052]通過所述插值單元以分形插值單元為最小單位進(jìn)行分形插值，這樣可以避免在對(duì) 海岸線的不同部分進(jìn)行插值時(shí)，盡可能的提高準(zhǔn)確度;通過對(duì)一維隨機(jī)中點(diǎn)移位法中的分 形參量進(jìn)行約束控制，可以在后續(xù)分形插值時(shí)更加精確，得到的分形插值單元曲線更接近 海岸線的原貌。
[0053]優(yōu)選地，所述分形插值模塊還包括計(jì)算單元;所述計(jì)算單元用于在對(duì)所述分形插 值單元進(jìn)行分形插值之前，先通過起始比例尺和目標(biāo)比例尺確定分形插值次數(shù)。通過設(shè)定 不同的目標(biāo)比例尺，可以計(jì)算出不同的分形插值次數(shù)，通過不同的分形插值次數(shù)，可以得到 海岸線要素的不同尺度表達(dá)，也可以滿足任意不同精度的海岸線尺度需求。
[0054]本發(fā)明的一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法及系統(tǒng)，通過對(duì)起止尺度海岸線的 可控分形插值可以得到起止尺度之間任意目標(biāo)尺度的海岸線要素，實(shí)現(xiàn)了對(duì)海岸線要素的 多尺度表達(dá)，既保持了海岸線的分形特征，又很好的顧及了海岸線的地理特征約束。
[0055]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1:分別探測(cè)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲特征，并根據(jù)彎曲特征分別 對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線進(jìn)行劃分，分別在起始尺度海岸線和終止尺度海岸線 上得到若干個(gè)彎曲； 步驟2:對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上的彎曲進(jìn)行匹配，得到若干個(gè)彎曲對(duì)， 并W匹配的所述彎曲對(duì)作為分形插值單元； 步驟3:利用改進(jìn)的一維隨機(jī)中點(diǎn)移位法對(duì)所述分形插值單元進(jìn)行分形插值，得到對(duì)應(yīng) 的分形插值單元曲線； 步驟4:將所述分形插值單元曲線順次進(jìn)行連接，得到完整的海岸線分形插值曲線。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法，其特征在于，所述步驟1 的具體實(shí)現(xiàn)為： 步驟11:對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線分別構(gòu)建約束DeluanayS角網(wǎng)，保留內(nèi) 陸一側(cè)的Ξ角形，并對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線陸地側(cè)彎曲部分分別進(jìn)行探測(cè)， 識(shí)別其中的第IV類Ξ角形，并根據(jù)第IV類Ξ角形之間的嵌套關(guān)系構(gòu)建彎曲層次結(jié)構(gòu)樹； 步驟12:根據(jù)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲層次結(jié)構(gòu)樹中的樹節(jié)點(diǎn)分別對(duì) 起始尺度海岸線和終止尺度海岸線進(jìn)行劃分，分別在起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上 得到若干個(gè)彎曲。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法，其特征在于，所述步驟2 的具體實(shí)現(xiàn)為：分別從起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲層次結(jié)構(gòu)樹的根節(jié)點(diǎn)出 發(fā)，由根節(jié)點(diǎn)向葉節(jié)點(diǎn)遍歷，一一建立起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上彎曲之間的匹 配關(guān)系，直到所有樹節(jié)點(diǎn)遍歷完畢，得到若干個(gè)相互匹配的彎曲對(duì)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法，其特征在于，所述步驟3 中，在對(duì)所述分形插值單元進(jìn)行分形插值之前，先通過起始比例尺和目標(biāo)比例尺確定分形 插值次數(shù)η，具體公式如下：其中，D為分維數(shù)，d為移位系數(shù)，Mo和Mi分別為起始比例尺和目標(biāo)比例尺，設(shè)定當(dāng)前的所 述分形插值單元為i。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)方法，其特征在于，在對(duì)每個(gè)所 述分形插值單元進(jìn)行分形插值前，還對(duì)一維隨機(jī)中點(diǎn)移位法中的分形參量進(jìn)行約束控制， 具體實(shí)現(xiàn)為： 根據(jù)匹配后的彎曲對(duì)i獲取所述起止尺度海岸線上彎曲對(duì)i的交點(diǎn)，并標(biāo)記彎曲對(duì)的兩 個(gè)端點(diǎn)為Ai和Bi，連接Ai和Bi并將線段AiBi作為彎曲基線，并在彎曲對(duì)i中終止尺度海岸線上 選取距離所述彎曲基線最遠(yuǎn)的點(diǎn)標(biāo)記為P，將P點(diǎn)到所述彎曲基線的垂足標(biāo)記為彎曲基線垂 足0; 在移位種子點(diǎn)上進(jìn)行控制:選取P點(diǎn)到彎曲基線A出1的垂足0作為移位種子點(diǎn)； 在移位偏移量上進(jìn)行控制:選取P點(diǎn)到彎曲基線AiBi的垂足0之間的距離d作為移位的最 大偏移量； 在移位方向上進(jìn)行控制:選取彎曲基線垂足ο到點(diǎn)P的方向?yàn)楫?dāng)前的插值移位方向。6. -種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:包括探測(cè)劃分模塊、匹配模塊、 分形插值模塊和合并模塊； 所述探測(cè)劃分模塊用于分別探測(cè)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲特征，并根 據(jù)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲特征分別對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸 線進(jìn)行劃分，分別在起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上得到若干個(gè)彎曲； 所述匹配模塊用于對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上的彎曲進(jìn)行匹配，得到若干 個(gè)彎曲對(duì)； 所述分形插值模塊用于W匹配的所述彎曲對(duì)作為分形插值單元進(jìn)行分形插值，得到對(duì) 應(yīng)的分形插值單元曲線； 所述合并模塊用于將所述分形插值單元曲線順次進(jìn)行連接，得到完整的海岸線分形插 值曲線。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述探測(cè)劃 分模塊包括探測(cè)單元和劃分單元； 所述探測(cè)單元用于分別對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線分別構(gòu)建約束Deluanay Ξ角網(wǎng)，保留內(nèi)陸一側(cè)的Ξ角形，并對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線陸地側(cè)彎曲部分 分別進(jìn)行探測(cè)，識(shí)別其中的第IV類Ξ角形，并根據(jù)第IV類Ξ角形之間的嵌套關(guān)系構(gòu)建彎曲 層次結(jié)構(gòu)樹； 所述劃分單元用于利用起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲層次結(jié)構(gòu)樹中的樹 節(jié)點(diǎn)分別對(duì)起始尺度海岸線和終止尺度海岸線進(jìn)行劃分，分別在起始尺度海岸線和終止尺 度海岸線上得到若干個(gè)彎曲。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述匹配單 元分別從起始尺度海岸線和終止尺度海岸線的彎曲層次結(jié)構(gòu)樹的根節(jié)點(diǎn)出發(fā)，由根節(jié)點(diǎn)向 葉節(jié)點(diǎn)遍歷，一一建立起始尺度海岸線和終止尺度海岸線上彎曲之間的匹配關(guān)系，直到所 有樹節(jié)點(diǎn)遍歷完畢，得到若干個(gè)相互匹配的彎曲對(duì)。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述分形插 值模塊包括插值單元和分形參量約束單元， 所述插值單元用于利用一維隨機(jī)中點(diǎn)移位法，并W匹配的所述彎曲對(duì)作為分形插值單 元進(jìn)行分形插值，得到對(duì)應(yīng)的分形插值單元曲線； 所述分形參量約束單元在對(duì)每個(gè)所述分形插值單元進(jìn)行分形插值前，還對(duì)一維隨機(jī)中 點(diǎn)移位法中的分形參量進(jìn)行約束控制； 其中，所述分形參量包括移位種子點(diǎn)、移位偏移量和移位方向。10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述一種海岸線要素連續(xù)多尺度表達(dá)系統(tǒng)，其特征在于： 所述分形插值模塊還包括計(jì)算單元;所述計(jì)算單元用于在對(duì)所述分形插值單元進(jìn)行分形插 值之前，先通過起始比例尺和目標(biāo)比例尺確定分形插值次數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06T3/40GK106097408SQ201610424368
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日 公開號(hào)201610424368.X, CN 106097408 A, CN 106097408A, CN 201610424368, CN-A-106097408, CN106097408 A, CN106097408A, CN201610424368, CN201610424368.X
【發(fā)明人】江寶得, 吳亮, 謝忠, 周林
【申請(qǐng)人】中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）