建筑物圖形形狀相似性計(jì)算的序列分析法

魏智威，郭慶勝，程 璐，劉 洋，童 瑩

1. 中國科學(xué)院網(wǎng)絡(luò)信息體系技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100830； 2. 中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院，北京 100830； 3. 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079; 4. 武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430079

矢量圖形之間的形狀相似性計(jì)算是矢量圖形匹配、分類和查詢的基礎(chǔ)[1]，已廣泛應(yīng)用于GIS領(lǐng)域，如基于圖形相似性的同名實(shí)體匹配[2]、基于模板的居民地化簡[3]和基于圖形形狀的空間查詢[4-5]等。建筑物是矢量地圖的基礎(chǔ)地理要素之一，其形狀相似性計(jì)算對建筑物圖形數(shù)據(jù)處理具有重要意義。

圖形形狀相似性計(jì)算有賴于對圖形形狀的定量描述，如基于圖形輪廓，可以用傅里葉級數(shù)擬合圖形輪廓[6-7]、用曲率尺度空間表達(dá)圖形輪廓的曲率變化[8]、用序列編碼圖形輪廓的局部特征[1,9]等；基于圖形區(qū)域，有基于矩的形狀描述方法[10]，也可以描述圖形的面積、延展度[11]等；基于圖形結(jié)構(gòu)，可以用骨架線作為圖形的結(jié)構(gòu)化表達(dá)[12]。其中，用序列編碼圖形輪廓的局部特征，能較好地分析圖形的輪廓形態(tài)；同時(shí)，匹配序列中基礎(chǔ)元素度量圖形間形狀相似性較為形象直觀，是矢量圖形形狀相似性計(jì)算常采用的方法[1]。用序列編碼圖形需確定編碼的基礎(chǔ)元素，并描述基礎(chǔ)元素的特征。如基于特征點(diǎn)編碼圖形，可以描述特征點(diǎn)的角度、相對于鄰近點(diǎn)的可變形勢、鄰近點(diǎn)相對于該點(diǎn)的切線距離函數(shù)等[13-15]；基于邊編碼圖形，可以描述邊的方向、長度等[16]；基于弧段編碼圖形，可以描述弧段的弓高弦長比、弧長弦長比等[17]?！?br>