纸质水文资料的数字化方法及装置与流程

文档序号:12601015阅读:来源:国知局

技术特征:

1.纸质水文资料的数字化方法,利用计算机将纸质水文资料所记录的水文数据转化为可查询的数据库数据,其特征在于,包括以下步骤:

步骤A、从纸质水文资料的数字图像中提取出二值化的坐标网格图像、水文曲线图像;

步骤B、对坐标网格图像、水文曲线图像进行倾斜校正;

步骤C、分别对倾斜校正后的坐标网格图像、水文曲线图像进行图像增强,并计算出单位网格的大小;

步骤D、利用增强后的坐标网格图像、水文曲线图像,搜索出网格线和水文曲线的整点时刻交点集合;

步骤E、扫描出水文曲线的最高点、最低点,结合给定的最高点、最低点所对应的水文数据,计算出单位网格对应的水文数据;

步骤F、对整点时刻交点集合中的每个交点,按照以下方法计算出其对应的水文数据:首先查找出交点所处网格的上、下端线,从上、下端线中确定交点所处网格的基线,并标定基线对应的基线水文数据;然后求出交点到基线的距离占上、下端线间距离的比例,并根据单位网格对应的水文数据,计算交点相对于基线的相对水文数据;根据基线对应的基线水文数据以及交点相对于基线的相对水文数据,得到交点所对应的水文数据。

2.如权利要求1所述纸质水文资料的数字化方法,其特征在于,所述对坐标网格图像、水文曲线图像进行倾斜校正,其方法具体如下:利用霍夫变换获得坐标网格图像中心区域的倾斜角度,然后按照所述倾斜角度对坐标网格图像、水文曲线图像分别进行旋转校正。

3.如权利要求1所述纸质水文资料的数字化方法,其特征在于,按照以下方法对倾斜校正后的水文曲线图像进行图像增强:首先使用中值滤波方法去除水文曲线内部噪点,然后对去除水文曲线内部噪点后的水文曲线图像进行膨胀操作,最后利用贴标签方法对膨胀操作后的水文曲线图像进行处理。

4.如权利要求1所述纸质水文资料的数字化方法,其特征在于,所述对倾斜校正后的坐标网格图像进行图像增强,具体是指:利用行列投影的方法去除坐标网格区域外的点以及网格内部的噪点。

5.如权利要求1所述纸质水文资料的数字化方法,其特征在于,所述利用增强后的坐标网格图像、水文曲线图像,搜索出网格线和水文曲线的整点时刻交点集合,具体方法如下:

首先根据单位网格宽度,对坐标网格图像进行横向等间隔划分,粗定位出每个整点时刻网格线的横坐标;对粗定位出的每个整点时刻网格线,找出位于其左、右两侧预设宽度范围内的水文曲线点,对找出的每一个水文曲线点,纵向扫描其上、下方预设高度范围内位于网格线上的点的个数num_blackpoint,num_blackpoint大于一预设阈值的水文曲线点构成该整点时刻网格线的交点区域点集,该交点区域点集的中心点即为该整点时刻网格线与水文曲线的交点;所有整点时刻网格线与水文曲线的交点构成网格线和水文曲线的整点时刻交点集合;

其中,所述预设宽度大于或等于5个像素且小于单位网格宽度;所述预设高度小于或等于3倍单位网格高度。

6.如权利要求1所述纸质水文资料的数字化方法,其特征在于,所述交点所处网格的上、下端线按照以下方法确定:

在坐标网格图像中确定以该交点为中心,宽度为60像素,高度为2倍单位网格高度的邻域;对于所述邻域中的每一行,统计其中位于网格线上的点的数目Neighbor_blackpoint,并将Neighbor_blackpoint大于一预设阈值的行作为候选端线,如候选端线集合中存在两条或两条以上候选端线连续相邻的情况,则以这些连续相邻候选端线所包围区域的纵向等分线作为新的候选端线,替换这些连续相邻候选端线;位于交点上方的所有候选端线中距离交点最近的候选端线即为交点所处网格的上端线,位于交点下方的所有候选端线中距离交点最近的候选端线即为交点所处网格的下端线。

7.如权利要求1所述纸质水文资料的数字化方法,其特征在于,所述从上、下端线中确定交点所处网格的基线,具体方法如下:确定与交点所处网格纵向距离较近的水文曲线极值点,然后选择距离所述水文曲线极值点距离近的端线作为基线。

8.纸质水文资料的数字化装置,其特征在于,包括:

图像分割单元,用于从纸质水文资料的数字图像中提取出二值化的坐标网格图像、水文曲线图像;

倾斜校正单元,用于对坐标网格图像、水文曲线图像进行倾斜校正;

图像增强单元,用于分别对倾斜校正后的坐标网格图像、水文曲线图像进行图像增强,并计算出单位网格的大小;

交点搜索单元,利用增强后的坐标网格图像、水文曲线图像,搜索出网格线和水文曲线的整点时刻交点集合;

单位网格计算单元,用于扫描出水文曲线的最高点、最低点,结合给定的最高点、最低点所对应的水文数据,计算出单位网格对应的水文数据;

水文数据计算单元,用于对整点时刻交点集合中的每个交点,按照以下方法计算出其对应的水文数据:首先查找出交点所处网格的上、下端线,从上、下端线中确定交点所处网格的基线,并标定基线对应的基线水文数据;然后求出交点到基线的距离占上、下端线间距离的比例,并根据单位网格对应的水文数据,计算交点相对于基线的相对水文数据;根据基线对应的基线水文数据以及交点相对于基线的相对水文数据,得到交点所对应的水文数据。

9.如权利要求8所述纸质水文资料的数字化装置,其特征在于,所述图像增强单元包括坐标网格图像增强模块和水文曲线图像增强模块;水文曲线图像增强模块按照以下方法对倾斜校正后的水文曲线图像进行图像增强:首先使用中值滤波方法去除水文曲线内部噪点,然后对去除水文曲线内部噪点后的水文曲线图像进行膨胀操作,最后利用贴标签方法对膨胀操作后的水文曲线图像进行处理;坐标网格图像增强模块利用行列投影的方法去除坐标网格区域外的点以及网格内部的噪点。

10.如权利要求8所述质水文资料的数字化装置,其特征在于,所述交点搜索单元按照以下方法搜索出网格线和水文曲线的整点时刻交点集合:

首先根据单位网格宽度,对坐标网格图像进行横向等间隔划分,粗定位出每个整点时刻网格线的横坐标;对粗定位出的每个整点时刻网格线,找出位于其左、右两侧预设宽度范围内的水文曲线点,对找出的每一个水文曲线点,纵向扫描其上、下方预设高度范围内位于网格线上的点的个数num_blackpoint,num_blackpoint大于一预设阈值的水文曲线点构成该整点时刻网格线的交点区域点集,该交点区域点集的中心点即为该整点时刻网格线与水文曲线的交点;所有整点时刻网格线与水文曲线的交点构成网格线和水文曲线的整点时刻交点集合;

其中,所述预设宽度大于或等于5个像素且小于单位网格宽度;所述预设高度小于或等于3倍单位网格高度。

11.如权利要求8所述质水文资料的数字化装置,其特征在于,所述水文数据计算单元按照以下方法确定交点所处网格的上、下端线:

在坐标网格图像中确定以该交点为中心,宽度为60像素,高度为2倍单位网格高度的邻域;对于所述邻域中的每一行,统计其中位于网格线上的点的数目Neighbor_blackpoint,并将Neighbor_blackpoint大于一预设阈值的行作为候选端线,如候选端线集合中存在两条或两条以上候选端线连续相邻的情况,则以这些连续相邻候选端线所包围区域的纵向等分线作为新的候选端线,替换这些连续相邻候选端线;位于交点上方的所有候选端线中距离交点最近的候选端线即为交点所处网格的上端线,位于交点下方的所有候选端线中距离交点最近的候选端线即为交点所处网格的下端线。

12.如权利要求8所述质水文资料的数字化装置,其特征在于,所述水文数据计算单元按照以下方法从上、下端线中确定交点所处网格的基线:确定与交点所处网格纵向距离较近的水文曲线极值点,然后选择距离所述水文曲线极值点距离近的端线作为基线。

13.如权利要求8~12任一项所述质水文资料的数字化装置,其特征在于,还包括用于获取纸质水文资料的数字图像的图像采集单元,以及用于存储水文数据计算单元所输出水文数据的数据库。

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