為 豎直坐標(biāo)軸的原點(diǎn)h，令原點(diǎn)仏下側(cè)為正方向。
[0181] 2)對(duì)于-90°特征點(diǎn)、-180°特征點(diǎn)，分別根據(jù)溫度差值法獲取第四插值距離并 判斷，分別獲取取整后的第四插值距離；
[0182] 3)對(duì)于-90°特征點(diǎn)、-180°特征點(diǎn)分別根據(jù)等值線分辨率為A V、氣象格點(diǎn)數(shù)據(jù) 值，對(duì)取整后的第四插值距離進(jìn)行重新判斷，獲取取整后的第五插值距離；
[0183] 4)對(duì)于-90°特征點(diǎn)、-180°特征點(diǎn)分別根據(jù)取整后的第五插值距離、溫度差值 法獲取取整后的第六插值距離并判斷，分別獲取準(zhǔn)極值區(qū)；
[0184] 5)對(duì)于-90°特征點(diǎn)、-180°特征點(diǎn)，分別根據(jù)準(zhǔn)極值區(qū)獲取槽寬；
[0185] 其中，上述步驟2)-5)的操作過程，對(duì)于-90°特征點(diǎn)的處理參見實(shí)施例2中 對(duì)-90°特征點(diǎn)的處理，對(duì)于-180°特征點(diǎn)的處理參見實(shí)施例2中對(duì)0°特征點(diǎn)的處理，本 發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作限制。
[0186] 6)對(duì)于-90°特征點(diǎn)、-180°特征點(diǎn)，根據(jù)槽寬分別獲取滿足單調(diào)遞增條件下的 顯著性槽的特征點(diǎn)；
[0187] 對(duì)于-90°特征點(diǎn)，顯著性判斷在滿足單調(diào)遞增條件的情況下，將槽線兩側(cè)各外擴(kuò) d個(gè)單位，若：
[0189] 則寬度為S(l的槽是顯著性的，保留顯著性特征點(diǎn)、舍棄非顯著性特征點(diǎn)（根據(jù)經(jīng) 驗(yàn)設(shè)定aT= 1. 5°C) ; 4。,九-^^代表的是；[(|行」(|-1'(|- (1列的氣象格點(diǎn)數(shù)據(jù)值，2^。+￡；()+{2代 表的是L行j0+c0+d列的氣象格點(diǎn)數(shù)據(jù)值，
[0190] 對(duì)于-180°特征點(diǎn)，顯著性判斷在滿足單調(diào)遞增條件的情況下，將槽線兩側(cè)各外 擴(kuò)d個(gè)單位，若：
[0192] 則寬度為81的槽是顯著性的，保留顯著性特征點(diǎn)、舍棄非顯著性特征點(diǎn)； 代表的是:^行j ^ri-d列的氣象格點(diǎn)數(shù)據(jù)值，Zid+Ci+d代表的是:^行j i+Ci+d 列的氣象格點(diǎn)數(shù)據(jù)值，
[0193] 7)對(duì)于-90°特征點(diǎn)、-180°特征點(diǎn)，將槽寬的中心確定為顯著性槽的特征點(diǎn)；
[0194] 8)對(duì)于-90°特征點(diǎn)、-180°特征點(diǎn)，分別濾除無效的坡峰點(diǎn)；
[0195] 9)對(duì)于-135°特征點(diǎn)有條件保留。
[0196] 其中，上述步驟7)-9)的操作過程，對(duì)于-90°特征點(diǎn)的處理參見實(shí)施例2中 對(duì)-90°特征點(diǎn)的處理，對(duì)于-180°特征點(diǎn)的處理參見實(shí)施例2中對(duì)0°特征點(diǎn)的處理，對(duì) 于-135°特征點(diǎn)的處理參見實(shí)施例2中對(duì)45°特征點(diǎn)的處理，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作限 制。
[0197] 403:根據(jù)最終的槽線特征點(diǎn)，定向搜索形成折線，將不滿足條件的槽線刪除，獲取 篩選后的槽線；
[0198] 1)獲取最終的槽線特征點(diǎn)，存入槽線特征點(diǎn)集內(nèi)，在槽線特征點(diǎn)集內(nèi)找到未被標(biāo) 記過的溫度值最高點(diǎn)，將溫度最高點(diǎn)作為當(dāng)前點(diǎn)并作標(biāo)記；
[0199]2)從當(dāng)前點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)其梯度方向確定搜索范圍（3+Ax) X (3+Ay)，則x正方向 為水平向上，y正方向?yàn)樗较蛴?，根?jù)槽線上已標(biāo)記點(diǎn)的主流方向確定Ax和Ay。
[0200] 即：-90°特征點(diǎn)時(shí)Ax不取值A(chǔ)y取值，-180°特征點(diǎn)時(shí)Ax取值A(chǔ)y不取 值，-135°特征點(diǎn)時(shí)A x不取值A(chǔ) y不取值；
[0201] 例如：_90。特征點(diǎn)時(shí)，Ax = 0，Ay = 2 ;_180° 特征點(diǎn)時(shí)，Ax = 2，Ay = 〇;
[0202] 3)重復(fù)步驟2)，直到搜索范圍內(nèi)未標(biāo)記點(diǎn)為空；
[0203] 4)重復(fù)步驟1)_2)將連續(xù)搜索到的槽線特征點(diǎn)順序連線，并記錄起點(diǎn)％和終點(diǎn) Q2,計(jì)算槽線長(zhǎng)度L 2= IIQ「Q2II ;
[0204]5)遍歷槽線，若某條槽線的終點(diǎn)和另一條槽線的起點(diǎn)距離小于等于A2(本實(shí)驗(yàn) 中取值為3,具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中的需要進(jìn)行設(shè)定，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限制）， 且兩者走向基本一致，則首尾相接，合并成一條新的槽線；
[0205] 6)遍歷各條槽線，若L2〈3,則表明此槽線強(qiáng)度較弱，刪除此槽線。
[0206] 其中，步驟3)-6)的操作過程，參見實(shí)施例2,本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作限制。
[0207] 404 :對(duì)篩選后的槽線，進(jìn)行光滑中軸處理，獲取最終光滑的槽線。
[0208] 其中，該步驟的具體操作過程參見實(shí)施例2,本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。
[0209] 高度場(chǎng)中槽線特征點(diǎn)的識(shí)別以及自動(dòng)繪制與溫度場(chǎng)中槽線特征點(diǎn)的識(shí)別以及自 動(dòng)繪制相同。對(duì)高度場(chǎng)的繪制參見上述步驟，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做贅述。
[0210] 實(shí)施例5
[0211] 下面以具體的測(cè)試來驗(yàn)證本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于槽脊線的特征點(diǎn)提取及 自動(dòng)繪制的方法的可行性，測(cè)試樣本由中國(guó)天津氣象局提供，詳見下文描述：
[0212] 圖6為本發(fā)明提供的測(cè)試效果圖，即最后形成的光滑的脊線圖，在此圖中真實(shí)的 暖脊條數(shù)為4條，正確自動(dòng)繪制暖脊條數(shù)4條，誤識(shí)暖脊條數(shù)0條，漏識(shí)暖脊條數(shù)0條，依照 這種統(tǒng)計(jì)方法對(duì)89個(gè)等溫線圖的樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中測(cè)試結(jié)果在表3中得到了展示。
[0213] 表3對(duì)本文算法的測(cè)試結(jié)果
[0215] 表2是對(duì)89組樣本檢驗(yàn)后的統(tǒng)計(jì)結(jié)果?？梢钥闯觯槍?duì)測(cè)試樣本，本方法的槽脊 線擊中率高達(dá)97. 25%，凡擊中的槽脊線，在一定程度上比人工分析更精細(xì)，且方便提供量 化參數(shù)。
[0216] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，上述本發(fā)明實(shí)施例 序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
[0217] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0218] 參考文獻(xiàn)
[0219] 1陳楠，王欽敏，湯國(guó)安.2007.基于DEM的坡向提取算法對(duì)比分析[J].遙感信 息，16(01) : 70-75。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于脊線的特征點(diǎn)提取及自動(dòng)繪制的方法，其特征在于，所述方法包括以下步 驟： 根據(jù)溫度/高度場(chǎng)中脊線的走向，將離散化后梯度方向?yàn)?°、45°和90°的氣象格點(diǎn) 數(shù)據(jù)分別作為脊線候選特征點(diǎn)； 對(duì)所述脊線候選特征點(diǎn)進(jìn)行糾偏、過濾，獲取最終的脊線特征點(diǎn)； 根據(jù)所述最終的脊線特征點(diǎn)，定向搜索形成折線，將不滿足脊線條件的折線刪除，獲取 篩選后用折線表示的脊線； 對(duì)篩選后的脊線進(jìn)行光滑中軸處理，獲取最終光滑的脊線。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于脊線的特征點(diǎn)提取及自動(dòng)繪制的方法，其特征在 于，對(duì)所述脊線候選特征點(diǎn)進(jìn)行糾偏、過濾，獲取最終的脊線特征點(diǎn)的步驟具體為： 對(duì)于90°特征點(diǎn)、0°特征點(diǎn)分別根據(jù)等值線分辨率為AV、氣象格點(diǎn)數(shù)據(jù)值，對(duì)取整 后的第一插值距離進(jìn)行重新判斷，獲取取整后的第二插值距離； 對(duì)于90°特征點(diǎn)、0°特征點(diǎn)分別根據(jù)取整后的第二插值距離、溫度/高度差值法獲取 取整后的第三插值距離并判斷，分別獲取準(zhǔn)極值區(qū)； 對(duì)于90°特征點(diǎn)、0°特征點(diǎn)，分別根據(jù)準(zhǔn)極值區(qū)獲取脊寬，根據(jù)脊寬分別獲取滿足單 調(diào)遞減條件下的顯著性脊的特征點(diǎn)； 對(duì)于90°特征點(diǎn)、0°特征點(diǎn)，將脊寬的中心確定為顯著性脊的特征點(diǎn)； 對(duì)于90°特征點(diǎn)、0°特征點(diǎn)，分別濾除無效的坡峰點(diǎn)；對(duì)于45°特征點(diǎn)有條件保留。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于脊線的特征點(diǎn)提取及自動(dòng)繪制的方法，其特征在 于，對(duì)篩選后的脊線進(jìn)行光滑中軸處理，獲取最終光滑的脊線的步驟具體為： 基于最小二乘設(shè)計(jì)思想，對(duì)脊線上的特征點(diǎn)進(jìn)行順勢(shì)連接，獲取均勻地穿過離散數(shù)據(jù) 點(diǎn)的中軸折線，再用二次B樣條對(duì)中軸折線做進(jìn)一步平滑處理，得到光滑的脊線。4. 一種用于槽線的特征點(diǎn)提取及自動(dòng)繪制的方法，其特征在于，所述方法包括以下步 驟： 根據(jù)溫度/高度場(chǎng)中槽線的走向，將離散化后梯度方向?yàn)?180°、_135°和-90°的氣 象格點(diǎn)數(shù)據(jù)分別作為槽線候選特征點(diǎn)； 分別對(duì)所述槽線候選特征點(diǎn)進(jìn)行糾偏、過濾，獲取最終的槽線特征點(diǎn)； 根據(jù)所述最終的槽線特征點(diǎn)分別定向搜索形成折線，將不滿足槽線條件的折線刪除， 獲取篩選后用折線表示的槽線； 對(duì)篩選后的槽線進(jìn)行光滑中軸處理，獲取最終光滑的槽線。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于槽線的特征點(diǎn)提取及自動(dòng)繪制的方法，其特征在 于，所述分別對(duì)所述槽線候選特征點(diǎn)進(jìn)行糾偏、過濾，獲取最終的槽線特征點(diǎn)的步驟具體 為： 對(duì)于-90°特征點(diǎn)、-180°特征點(diǎn)分別根據(jù)等值線分辨率為AV、氣象格點(diǎn)數(shù)據(jù)值，對(duì) 取整后的第四插值距離進(jìn)行重新判斷，獲取取整后的第五插值距離； 對(duì)于-90°特征點(diǎn)、-180°特征點(diǎn)分別根據(jù)取整后的第五插值距離、溫度/高度差值法 獲取取整后的第六插值距離并判斷，分別獲取準(zhǔn)極值區(qū)； 對(duì)于-90°特征點(diǎn)、-180°特征點(diǎn)，分別根據(jù)準(zhǔn)極值區(qū)獲取槽寬，根據(jù)槽寬分別獲取滿 足單調(diào)遞增條件下的顯著性槽的特征點(diǎn)； 對(duì)于-90°特征點(diǎn)、-180°特征點(diǎn)，分別濾除無效的坡峰點(diǎn)；對(duì)于-135°特征點(diǎn)有條件 保留。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于槽線的特征點(diǎn)提取及自動(dòng)繪制的方法，其特征在 于，所述對(duì)篩選后的槽線進(jìn)行光滑中軸處理，獲取最終光滑的槽線的步驟具體為： 基于最小二乘設(shè)計(jì)思想，對(duì)槽線上的特征點(diǎn)進(jìn)行順勢(shì)連接，獲取均勻地穿過離散數(shù)據(jù) 點(diǎn)的中軸折線，再用二次B樣條對(duì)中軸折線做進(jìn)一步平滑處理，得到光滑的槽線。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于槽脊線的特征點(diǎn)提取及自動(dòng)繪制的方法，包括以下步驟：根據(jù)溫度/高度場(chǎng)中槽脊線的走向，將離散化后梯度方向?yàn)?°、45°和90°的氣象格點(diǎn)數(shù)據(jù)作為脊線候選特征點(diǎn)，將離散化后梯度方向?yàn)?180°、-135°和-90°的氣象格點(diǎn)數(shù)據(jù)作為槽線候選特征點(diǎn)；對(duì)脊線候選特征點(diǎn)、槽線候選特征點(diǎn)進(jìn)行糾偏、過濾，獲取最終的脊線特征點(diǎn)、槽線特征點(diǎn)；根據(jù)最終的脊線特征點(diǎn)，槽線特征點(diǎn)定向搜索形成折線，將不滿足條件的脊線、槽線刪除，獲取篩選后的脊線、槽線；對(duì)篩選后的脊線、槽線進(jìn)行光滑中軸處理，獲取最終光滑的脊線、槽線。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了槽脊線的自動(dòng)檢測(cè)，有助于對(duì)天氣災(zāi)害的預(yù)報(bào)，減少經(jīng)濟(jì)損失和人員。
【IPC分類】G06T5/00, G01W1/10, G06K9/46
【公開號(hào)】CN104898186
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510319714
【發(fā)明人】王萍, 王蘋蘋, 閆春遐
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月9日