专利名称：一种栅格影像与矢量电子地图的自动配准方法
技术领域：
本发明涉及影像变化处理方法，特别是涉及一种栅格影像与矢量电子地图的自动 配准方法。
背景技术：
在影像变化检测的各种应用中，利用已有的GIS信息是一个很好的途径，GIS数据 能够对遥感影像的配准和纠正提供控制数据，使得影像的配准与纠正能够快速、高效地完 成，其关键问题是控制点的选择。一般来说，控制点的选择是通过矢量与影像匹配的方法来 完成的，然而矢量与影像是两种不同类型的数字信息，两者的匹配面临诸多困难，这主要是 由于影像边缘特征与矢量信息的不一致性造成的①矢量信息是经过编辑、综合、取舍而形 成的规格化的点、线、面数据，而影像是灰度连续的全要素信息，经过特征提取所得到的边 缘对于矢量信息来说存在很大的冗余，这种不一致性给匹配带来了困难。②GIS的部分地 物图层(主要公路、大面积水体等)是以边缘线表达的(双线)；而有些地物图层(如道路、 支线河流等)一般是以中心线表达的，在提取特征与匹配时，同时顾及两种情况，也是一个 难题，这在影像特征提取时需要分别处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种 栅格影像与矢量电子地图的自动配准方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种栅格影像与矢量电子地图的自 动配准方法，其特征在于，包括以下步骤1)检测栅格影像的特征类型；2)根据栅格影像的特征类型，进行边缘提取，得到边缘图像；3)将边缘图像与作为基准图的矢量电子地图进行匹配。所述的栅格影像的特征类型为双线型或中心线型。所述的步骤2)通过基于小波变换的边缘检测对双线型栅格影像进行边缘提取， 其包括21)对双线型栅格影像进行小波变换，得到影像特征点梯度的强度与相角的表达 式
M2Jf{x,y) = 4\dj'h I2+I^ I2'2 卜 A2Jix, y) = arg tan(i/7>v / dJ'h)在栅格影像的每一个象素点上，沿着相角方向求得强度的局部极大值，作为边缘 提取的结果；22)进行边缘细化，得到仅具有一个象素宽度的边缘特征；23)搜索最具影像特征点梯度的点，剔除其余点。
所述的步骤2)通过以下步骤对中心线型栅格影像进行边缘提取2Γ)通过最大类间方差分类对中心线型栅格影像进行分割；22")对分割后的图像进行数学形态学细化，确定中心线。所述的步骤3)通过线矩不变量的匹配算法对边缘图像与矢量电子地图进行匹 配。与现有技术相比，本发明具有以下优点1)现有配准方法大多要求数据源一致，本方法能够实现栅格数据和矢量数据的配 准； 2)利用两种不同的特征提取方法能够适应边缘线和中心线的处理。
图1为本发明的基于小波变换的边缘检测的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。一种栅格影像与矢量电子地图的自动配准方法，包括以下步骤1)检测栅格影像的特征类型，如果是双线特征利用小波变换的边缘检测；如果是 中心线特征利用最大类间方差加数学形态学方法提取；2)根据栅格影像的特征类型，进行边缘提取，得到边缘图像；3)将边缘图像与作为基准图的矢量电子地图进行匹配。所述的栅格影像的特征类型为双线型或中心线型。所述的步骤2)通过基于小波变换的边缘检测对双线型栅格影像进行边缘提取， 其包括21)如图1，对双线型栅格影像进行小波变换，根据小波理论，对一个影像函数 f (χ，y)来说，序列函数Wf是它的多尺度描述，(^)和< (U)分别是f (x, y)的水平方 向和垂直方向的特征，因此可得得到影像特征点梯度的强度与相角的表达式2, A2J f (x, y) = arg tan(f / dj'h)在栅格影像的每一个象素点上，沿着相角方向求得强度的局部极大值，作为边缘 提取的结果；22)进行边缘细化，得到仅具有一个象素宽度的边缘特征，以便于用线特征参数描 述和匹配；23)在跟踪过程中，搜索最具影像特征点梯度的点，剔除其余点。所述的步骤2)通过以下步骤对中心线型栅格影像进行边缘提取2Γ)通过最大类间方差分类对中心线型栅格影像进行分割；最大类间方差法的基本思想是利用图像的灰度直方图，以目标和背景的方差最大 来动态地确定图像的分割阈值。其基本原理如下现设f(x，y)为MXN的图像，其灰度级为 L，其直方图为p(i)，i = 1,2, ... , L-1，设图像分为高灰度(A)和低灰度(B)两个部分，分割阈值为T，则有A组影像灰度概率火
权利要求
一种栅格影像与矢量电子地图的自动配准方法，其特征在于，包括以下步骤1)检测栅格影像的特征类型；2)根据栅格影像的特征类型，进行边缘提取，得到边缘图像；3)将边缘图像与作为基准图的矢量电子地图进行匹配。
2.根据权利要求1所述的一种栅格影像与矢量电子地图的自动配准方法，其特征在 于，所述的栅格影像的特征类型为双线型或中心线型。
3.根据权利要求2所述的一种栅格影像与矢量电子地图的自动配准方法，其特征在 于，所述的步骤2)通过基于小波变换的边缘检测对双线型栅格影像进行边缘提取，其包 括21)对双线型栅格影像进行小波变换，得到影像特征点梯度的强度与相角的表达式
4.根据权利要求2所述的一种栅格影像与矢量电子地图的自动配准方法，其特征在 于，所述的步骤2)通过以下步骤对中心线型栅格影像进行边缘提取2Γ)通过最大类间方差分类对中心线型栅格影像进行分割；22")对分割后的图像进行数学形态学细化，确定中心线。
5.根据权利要求3或4所述的一种栅格影像与矢量电子地图的自动配准方法，其特征 在于，所述的步骤3)通过线矩不变量的匹配算法对边缘图像与矢量电子地图进行匹配。
全文摘要
本发明涉及一种栅格影像与矢量电子地图的自动配准方法，包括以下步骤检测栅格影像的特征类型；根据栅格影像的特征类型，进行边缘提取，得到边缘图像；将边缘图像与作为基准图的矢量电子地图进行匹配。与现有技术相比，本发明具有以下优点现有配准方法大多要求数据源一致，本发明能够实现栅格数据和矢量数据的配准；利用两种不同的特征提取方法能够适应边缘线和中心线的处理。
文档编号G01S7/48GK101957987SQ20091005504
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者张绍明, 林怡, 陈映鹰 申请人:同济大学