[发明专利]一种基于移动计算的土地整理线状地物匹配方法

摘要

本发明公开了一种基于移动计算的土地整理线状地物匹配方法，包括以下步骤：将土地整理区的规划设计图导入PDA/GPS设备中，对规划设计图中的线状地物进行矢量化提取，将提取后的各个线状地物曲线作为参考曲线，记为Cp；利用PDA/GPS设备生成并提取现场线状地物的专题图，将生成的各个线状地物作为图像曲线，记为Cr；在参考曲线Cp上遍历所有与图像曲线Cr匹配的曲线，记为Cpk；对Cr进行粗略匹配和精确匹配，得到最佳匹配曲线Cpk，计算Cpk与Cr上控制点间的距离，判断距离是否在施工要求的误差范围内。本发明能够准确、及时的判断施工工程的数量和位置等是否与最初的规划设计图一致，进而提供真实、可靠的土地整理项目区的基础信息。

主权项

一种基于移动计算的土地整理线状地物匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将土地整理区的规划设计图导入PDA/GPS设备中，对所述规划设计图中的线状地物进行矢量化提取，将提取后的各个线状地物曲线作为参考曲线，记为Cp；S2：在土地整理区现场，利用PDA/GPS设备生成并提取线状地物的专题图，将生成的各个线状地物作为图像曲线，记为Cr；S3：在S1中的参考曲线Cp上遍历所有与S2中生成的图像曲线Cr匹配的曲线，记为Cpk，匹配方式如下：在Cp上按照首尾顺序选取基准点；在基准点后面一个合理的像素范围δ内，δ∈(0.8-1.2)×1r，计算每个点与基准点的直线距离并比较这些距离与dr的大小；如果只有一个点的直线距离与dr相等，则该点与基准点之间的曲线段就是Cpk；如果有多个点与基准点的直线距离与dr相等，则将多个候选曲线中曲线长度与lr最近的那段曲线选取为Cpk；如果找不到与基准点的直线距离和dr相等的点，则在Cp上沿着曲线长度找到与基准点的曲线距离为lr的像素点，将此像素点与基准点之间的曲线段选取为Cpk，其中，所述dr为Cr上首尾端点间的直线距离，lr为Cr上首尾端点间的曲线长度；S4：在所述Cpk上取n个点P1，P2......Pn，在Cr上取n个点P1′，P2′......Pn′，取X坐标相同的Pi和Pi′为一对控制点，其中i和n为整数，1≤i≤n，然后从n对控制点中选取两对控制点，计算刚体变换参数(R，t，k)，对Cr进行刚体变换，由计算的刚体变换参数得到映射曲线Cr′，并计算Cr′与Cpk之间的距离，所述Cr′与Cpk之间的距离为所述n对控制点间直线距离的平均值，将所述平均值最小的Cpk作为Cr的粗略匹配曲线，其中，R代表旋转矩阵，t代表平移向量，k代表比例系数；S5：将S4得到的粗略匹配曲线集合{Cpk}中的所有曲线与Cr进行精确匹配，将相似度最大的Cpk确定为最佳匹配曲线，匹配过程如下：将通过粗匹配过程得到的曲线集合{Cpk}中的一条记为曲线A，将Cr记为曲线B；获取曲线A和B的外包络矩形，所述矩形端点坐标对为：(minXA，minYA)，(maxXA，maxYA)，(minXB，minYB)和(maxXB，maxYB)；将B平移至与A的一端起点相同的位置，使坐标(minXA，minYA)和(minXB，minYB)点重合；从这一起点开始沿X方向在A的外包络矩形∪B的外包络矩形的范围内做间距为ΔX平行于Y方向的扫描线；第i条扫描线ΔXi与A和B相交，将曲线A和B的差异距离表示为：ΔLi＝|LBi-LAi|，其中LAi和LBi分别为曲线A和B到X轴的垂直距离；按以下公式计算A和B在i×ΔX处的相似度： S ( Δ x i ) = 1 - | L B ( Δ x i ) - L A ( Δ x i ) | max ( L B ( Δ x i ) , L A ( Δ x i ) ) 按以下公式进行统计计算，得出A和B的几何图形相似度： Sim ( B , A ) = 1 M Σ i = 1 M 1 - | L B ( Δ x i ) - L A ( Δ x i ) | max ( L B ( Δ x i ) , L A ( Δ x i ) ) 其中M为扫描线的数量，Δx为扫描线的间隔值；S6：计算S5中最佳匹配曲线Cpk与Cr上控制点间的距离的平均值，判断所述平均值是否在施工要求的误差范围内。