一种基于曲线拟合和内插的面要素采集方法与流程

技术特征：
1.一种基于曲线拟合和内插的面要素采集方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、量算面要素采集路径开始端任意两点之间的距离作为面要素的初始宽度；步骤2、绘制面要素；步骤2.1、采集面要素采集路径开始端一侧的端点作为初始的采集节点，并获取该点的坐标值；步骤2.2、沿面要素采集路径一侧的轨迹前进，采集沿该轨迹前进方向上的拐点作为下一采集节点，并获取该采集节点的坐标值；步骤3、构造面要素；步骤3.1、三角函数解算，按照采集节点的采集顺序依次解算当前采集到的所有采集节点在面要素采集路径另一侧相应位置上计算节点的坐标值；步骤3.2、曲线拟合；根据采集节点的坐标值和计算节点的坐标值对获得的采集节点和计算节点分别进行曲线拟合；步骤3.3、曲线内插；在采集节点的曲线拟合轨迹上相邻两个采集节点和计算节点的曲线拟合轨迹上相邻两个计算节点之间分别内插中间节点；步骤3.4、完成当前面要素构造；步骤4、根据当前完成构造的面要素与实际面要素的轨迹匹配程度，判断是否需要调整轨迹拐点处的面要素宽度；若是，则在初始宽度的基础上进行宽度调整并返回步骤3；若否，则返回步骤2.2，采集面要素采集路径轨迹前进方向上的下一个拐点，直至采集到面要素采集路径轨迹的终点，获得面要素整体构造；步骤5、判断采集从端点至终点的面要素整体效果是否符合要求；若否，则返回步骤2直至面要素整体效果符合要求；若是，则进行面要素拓扑；步骤6、显示拓扑后的面要素，完成面要素采集。2.根据权利要求1所述的一种基于曲线拟合和内插的面要素采集方法，其特征在于：步骤3.1中，定义任一采集节点和其对应的计算节点之间的距离为d
n
，任一采集节点的坐标值为(x
n
，y
n
),任一计算节点的坐标值为(x
1n
，y
1n
)，n为1、2、3
…
；步骤3.1具体包括以下步骤：步骤3.1.1、计算相邻采集节点的连线与y轴正方向所成的夹角α
n
；式中，x
n 1
和y
n 1
分别为下一采集节点的横坐标值和纵坐标值；步骤3.1.2、解算计算节点的坐标值(x
1n
，y
1n
)；)；3.根据权利要求2所述的一种基于曲线拟合和内插的面要素采集方法，其特征在于，步骤3.2具体包括以下步骤：步骤3.2.1、根据采集到的采集节点坐标值和解算出的计算节点坐标值分别获得采集
节点集(x
i
,y
i
),(i＝1、2、3
…
)和计算节点集(x
j
,y
j
),(j＝1、2、3
…
)；步骤3.2.2、根据采集节点集和计算节点集分别获得采集节点拟合模型y
i
＝f(x,e)；和计算节点拟合模型y
j
＝f(x,f)；式中，e和f分别为待确定参数；步骤3.2.3、根据采集节点拟合模型与计算节点拟合模型分别对获得的采集节点和计算节点进行曲线拟合。4.根据权利要求3所述的一种基于曲线拟合和内插的面要素采集方法，其特征在于，步骤3.3具体包括以下步骤：步骤3.3.1、获取相邻两个采集节点和相邻两个计算节点之间的间距；步骤3.3.2、根据采集节点拟合函数和相邻两个采集节点之间的间距、计算节点拟合函数和相邻两个计算节点之间的间距分别得到采集节点的内插公式和计算节点的内插公式；采集节点的内插公式为：e(λ,β)＝(1-p)(1-q)e
0,0
p(1-q)e
1,0
(1-p)qe
0,1
pqe
1,1
；计算节点的内插公式为：式中：λ0、β0分别为采集节点的横坐标值和纵坐标值；λ、β分别为内插的中间节点横坐标值和纵坐标值；δλ、δβ分别为采集节点和中间节点的横坐标和纵坐标间隔；κ0、ω0分别为计算节点的横坐标值和纵坐标值；κ、ω分别为内插的中间节点横坐标值和纵坐标值；δλ、δβ为计算节点和中间节点的横坐标和纵坐标间隔；e
0.0
为内插中间节点之前采集节点的坐标值；e
1.0
为内插中间节点之后采集节点的坐标值；e
0.1
为通过e
0.0
计算得出的计算节点坐标值；e
1.1
为通过e
1.0
计算得出的计算节点坐标值；步骤3.3.3、根据采集节点的内插公式和计算节点的内插公式在相邻两个采集节点和相邻两个计算节点之间分别内插中间节点。5.根据权利要求4所述的一种基于曲线拟合和内插的面要素采集方法，其特征在于：步骤1中，定义初始宽度为d；步骤4中，所述修改轨迹拐点处的面要素宽度具体为：根据初始宽度计算调整步长l，l＝0.1d；或者自定义调整步长l；在步骤3.1.2中，根据调整步长l，在初始宽度的基础上获得调整后的采集节点和其对应的计算节点之间的距离d
n
＝d
±
ml；式中：m为调整次数，m取值为0、1、2、3
…
。6.根据权利要求5所述的一种基于曲线拟合和内插的面要素采集方法，其特征在于：在步骤5中，通过与dom影像或dem/dsm数据比对，判断采集至终点的面要素整体效果是否符合要求。

技术总结
本发明公开了一种基于曲线拟合和内插的面要素采集方法，主要解决现有的地表覆盖面要素数据采集主要通过人工采集面要素路径两侧边界的点来构成面要素，采集效率较低，难以满足急速增长的地理信息数据需求的技术问题。通过采集面要素采集路径轨迹一侧的端点和拐点作为采集节点，通过三角函数结算在面要素采集路径另一侧的计算节点坐标值，并对采集到的采集节点和计算节点进行曲线拟合和曲线内插，使得采集到的面要素轨迹更加贴合实际面要素轨迹，从而只需采集面要素轨迹的一侧，即可获得面要素两侧的轨迹图，大大提升了采集效率。大大提升了采集效率。大大提升了采集效率。


技术研发人员：王国玺 闫会杰 曹广强 高名岩
受保护的技术使用者：自然资源部第一航测遥感院（陕西省第五测绘工程院）
技术研发日：2022.10.17
技术公布日：2022/12/9