## 留言板

 引用本文: 谢天, 李精忠, 陈凯. 顾及线状要素综合要求的Morphing算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2018, 43(5): 792-797.
XIE Tian, LI Jingzhong, CHEN Kai. Morphing Algorithm for Linear Feature Considering Generalization Requirements[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2018, 43(5): 792-797. doi: 10.13203/j.whugis20150513
 Citation: XIE Tian, LI Jingzhong, CHEN Kai. Morphing Algorithm for Linear Feature Considering Generalization Requirements[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2018, 43(5): 792-797.

## 顾及线状要素综合要求的Morphing算法

##### doi: 10.13203/j.whugis20150513

###### 通讯作者:李精忠, 博士, 副教授。00009232@whu.edu.cn
• 中图分类号: P208;P283

## Morphing Algorithm for Linear Feature Considering Generalization Requirements

Funds:

The Open Research Fund Program of Key Laboratory of Digital Mapping and Land Information Application Engineering, NASG DM2016SC08

the National Natural Science Foundation of China 41001229

the National Natural Science Foundation of China 41671448

The National 863 Program of China 2012AA12A404

###### Corresponding author:LI Jingzhong, PhD, associate professor. E-mail:00009232@whu.edu.cn
• 摘要: 提出了一种基于弯曲结构匹配的线状要素Morphing方法。针对不同尺度下的线状要素，通过建立约束Delaunay三角网，根据三角形的不同特征构建能够表达弯曲特征层次性的多叉树。基于多叉树结构进行匹配得到对应弯曲，对对应弯曲进行重要性评价，以尺度为依据舍去次要弯曲，从而得到任意尺度下的中间图形。实验结果表明，所提出的利用弯曲结构匹配的线状要素Morphing方法满足线状要素的综合要求，能保持线状要素上的曲折系数和弯曲个数对比，实现光滑渐变的连续综合效果。
• 图  1  弯曲概念示意图

Figure  1.  Diagram of Bend Conception

图  2  弯曲匹配示意图

Figure  2.  Diagram of Bend Matching

图  3  线状要素Morphing变换

Figure  3.  Morphing of Linear Features

图  4  细部Morphing变换

Figure  4.  Local Amplification Effect of Morphing

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##### 出版历程
• 收稿日期:  2015-12-15
• 刊出日期:  2018-05-05

## 顾及线状要素综合要求的Morphing算法

##### doi: 10.13203/j.whugis20150513
###### 1. 武汉大学资源与环境科学学院, 湖北 武汉, 4300792. 武汉大学地理信息系统教育部重点实验室, 湖北 武汉, 4300793. 成都市勘察测绘研究院, 四川 成都, 610081
基金项目:

数字制图与国土信息应用工程国家测绘地理信息局重点实验室 DM2016SC08

国家自然科学青-基金 41001229

国家863计划 41671448

国家自然科学基金 2012AA12A404

###### 通讯作者:李精忠, 博士, 副教授。00009232@whu.edu.cn
• 中图分类号: P208;P283

### English Abstract

 引用本文: 谢天, 李精忠, 陈凯. 顾及线状要素综合要求的Morphing算法[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2018, 43(5): 792-797.
XIE Tian, LI Jingzhong, CHEN Kai. Morphing Algorithm for Linear Feature Considering Generalization Requirements[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2018, 43(5): 792-797. doi: 10.13203/j.whugis20150513
 Citation: XIE Tian, LI Jingzhong, CHEN Kai. Morphing Algorithm for Linear Feature Considering Generalization Requirements[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2018, 43(5): 792-797.
• 随着网络技术的发展，地图服务需要满足不同层次用户的个性化需求，在地图内容上提供任意尺度的表达，这需要连续地图综合技术的支持[1]。图像融合中的Morphing技术，其形状渐变特性符合空间数据多尺度表达与渐进式综合的技术需求，故成为实现连续地图综合技术的重要方法[2-12]。Morphing变换通常包含特征匹配和形状插值两个基本过程[13]

特征匹配旨在初始图形和目标图形的特征点或特征线之间建立一一对应关系。对于线状要素而言，文献[2]提出在最长边上增加顶点直至始末图形具有相等顶点数，从而按顺序建立对应关系；文献[3]提出取线状要素弧度较大处的顶点为特征点，采用动态规划法对特征点间的线段建立对应关系；文献[4]则是选取一定范围内具有最大夹角值的顶点作为特征点。上述方法均基于线状要素的局部结构，文献[6]指出忽视线状要素的整体结构，易导致无法有效纠正的匹配错误，提出了一种立足于线状要素整体结构的匹配方法，利用文献[5]提出的曲线弯曲深度层次结构的二叉树表达方法识别弯曲结构，进而对弯曲进行匹配。二叉树结构虽然实现了对线状要素大弯曲套小弯曲层次结构的表达，但并不符合人们对弯曲结构层次性的感官认知，掩盖了弯曲间的等级关系。因此，文献[7]为了更充分地利用弯曲结构，只能将弯曲匹配分割为独立弯曲匹配和子弯曲匹配，不断切割独立弯曲，反复构建Delaunay三角网。本文改进了二叉树表达方法，基于Delaunay三角网，利用弯曲的属性构建更能充分描述弯曲层次结构的多叉树，利用多叉树的特性进行递归匹配，保证了匹配精度及效率。

形状插值旨在将初始图形各部分沿一定路径变换到目标图形对应部分所在位置，获取中间状态图形系列。传统的插值方法[8-12]虽能实现中间状态图形的渐变，但不符合线状要素的综合要求，如弯曲的化简、舍去、夸大，且不能保持要素的类型特征、各线段上的曲折系数和单位长度上的弯曲个数的对比。另一方面，顾及了线状要素综合要求的方法[14-18]，由于仅针对单一比例尺下的线状要素进行综合，只是几何层面地删除小的弯曲，不仅无法实现弯曲的夸大，还易导致错误地删除重要的弯曲。而文献[19]通过整合地理层次的综合决策与几何层次的综合操作，以谷底地貌成因为依据进行数字高程模型(digital elevation model，DEM)综合，以及文献[20]提出以曲线骨架点作为特征点，以模拟退火方法建立特征点与初始曲线顶点之间的全局最优匹配的Morphing方法，都因顾及了多尺度、综合要求、地理层次等多个方面，获得了顾及综合要求、能保持要素结构特征的综合结果。本文提出了一种满足线状要素综合要求的插值方法，对初始图形中匹配到的对应弯曲进行线性插值，完成夸大操作，对未匹配到的弯曲进行重要性评估，依据尺度逐渐删除，完成舍去和化简操作。

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