[发明专利]一种顾及多重约束条件的水深注记自动选取方法

说明书

技术领域

本发明涉及海图、岛礁地图编制、电子地图导航等领域的水深注记选取与标注，尤其是涉及一种顾及多重约束条件的水深注记自动选取方法。

背景技术

在海图、岛礁地图编制中，水深注记的合理选取与正确标注是该类地图表达的主要内容。外业测量采集的密集水深点在有限的地图空间表达，尤其是在比例尺缩小地图综合中，必须进行水深点的有效过滤，把水下地形表达的特征点、对航海安全有重要警示意义的特征点选取，而将其他次要的冗余点弃除，随着比例尺缩小力度加大弃除的水深注记点逐步增多。该技术对于保证地图可读性、确保航海安全、正确展示海底地貌地形均具有重要意义。

水深注记选取受多重约束条件制约，（1）从表达对象的重要特征保持考虑，水深注记选取需要正确反映制图区域海底地貌特征，提高地貌表达精度；（2）从水深点群的空间统计特征保持考虑，地图综合后的水深注记选取需要保持与比例尺变换前地形离散采样点群的空间分布特征、保持离散采样点具有菱形配置特点；（3）从地图导航等应用需求考虑，水深注记选取需要满足导航、领航、调度应用层面的约束，优先选取浅滩、礁石、航线等具有航海意义的水深点，保证航海安全性。

传统的手工编绘地图有经验的作业员能够兼顾这三者，而在计算机自动地图制图中则局限于水深注记选取约束条件的某一方面，以简单抽样或按网格均匀比率选取实现水深注记选取。基于地形识别的选取方法重点考虑了综合前后总体地形特征的保持，但对水深注记地图表达的菱形配置、航海的安全性没有必要的考虑。顾及菱形配置的选取方法重点考虑了水深注记的规则配置形式，而对地形特征的保持没有考虑。

发明内容

本发明主要是解决多约束条件下水深注记的自动选取问题，提供了一种有效保持水下地貌特征、保持水深注记密度对比及水深注记菱形配置的规律并保证航海安全水深注记自动选取方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种顾及多重约束条件的水深注记自动选取方法，其特征在于，定义水深约束条件为地形约束、拓扑约束；并定义水深约束条件重要性次序，然后执行以下步骤：

步骤1，提取满足所述水深注记约束条件的重要水深注记，并按照水深注记约束条件重要性进行排序；

步骤2，以步骤1中依次选取的重要水深注记点做逻辑并，结果作为水深注记的骨架，基于Voronoi图和Delaunay三角网对次要水深注记进行抽稀。

在上述的一种顾及多重约束条件的水深注记自动选取方法，所述的地形约束、拓扑约束分别包括：

地形约束：地形约束一：保持最深、最浅水深；地形约束二：保持浅滩和礁石顶点水深；地形约束三：保持凹地水深；

拓扑约束：保持航道线上的浅水深。

在上述的一种顾及多重约束条件的水深注记自动选取方法，所述水深约束条件重要性由高到低排序如下：

第一：保持最深水深；第二：最浅水深；第三：保持浅滩、礁石顶点的水深；第四：保持航道线上的最浅水深；第五：保持凹地处水深。

在上述的一种顾及多重约束条件的水深注记自动选取方法，所述步骤1中，提取满足所述水深约束条件的水深包括以下步骤：

步骤1.1，基于统计分析的最深、最浅水深提取：

制图区域最浅、最深水深注记通过统计分析的方法形式化定义，定义Sounding_i，i=1,2，……，n为任一水深，n为水深数目，z（Sounding_i）为其深度值，minz为区域内最小深度值，maxz为最大深度值，则最浅水深Shallowest-Sound、最深水深Deepest-Sound为：

    Shallowest-Sound = {Sound_i|z（sounding_i）= minz)}

    Deepest-Sound = {Sound_i|z（sounding_i）= maxz)}；

步骤1.2，基于邻近分析的浅滩、凹地水深点的提取：

定义任一水深点Sound_i考虑其k阶，其中k为预设的整数型常数，邻近范围内的地形特征，将Sound_i的1至k阶水深记用集合记为k-adj_j（sound_i），j=1，2，……，m，m为Sound_i的1至k阶水深的总数，若将浅滩水深（Shoal-Sound）分别定义为局部范围内基准深度极小值点，则存在：