第一章绪论
1.1本研究课题的背景及理论与实际意义无论古代、现代还是将来，地图总是重要的信息形式。在计算机图形图像技术应用于地图制作之前，各部门一般都使用纸质地图或工程图纸，纸图在查阅、计算距离和标注地名符号等方面都是人工操作;另外不能对一幅纸地图进行修改、缩小比例和分层读图，至于地图局部放大只能借助于放大镜，被放大的区域很小且操作不方便〔l]0随着技术的发展，人们对地图的要求进一步提高。由于传统纸地图效率、速度和精度很低，因此难以适应现代和未来科技发展。而通过矢量化工具，可以把纸地图经过一系列处理而转换成可以在屏幕上显示的电子化地图，可以满足人们使用地图的新的要求。为了讨论问题方便，将矢量电子地图定义如下:当纸地图经过计算机图形图像系统光—电转换量化为点阵数字图像，经图像处理和曲线矢量化，生成可以为地理信息系统等相关软件显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的矢量地图数据文件，这种与纸地图相对应的计算机数据文件称为矢量化电子地图。这种地图工作时需要有应用软件和硬件系统的支撑。对矢量化地图的操作是以人机交互方式，通过GIs等相关应用软件对硬件设备的控制来实现的。矢量电子地图与纸地图相比有如下优点:i.计算距离和标注地名符号快速准确;
2.可对地图局部放大、全图缩小和移动显示、漫游功能很强;3.分层显示地图(当对地图上各种信息分不同层归类存放后，则可以显示某些层，关闭不显示的层);4.可以以图元为单位进行信息编缉修改，人机交互画线标注符号文字，删除地图上多余的信息;5.便于图形运算(如:缓冲区分析，叠置分析，网络分析)提取有用信息，并制作成专题图件;6.可以通过计算机网络进行电子地图传递，提供信息共享，传递的速度快;1.1.1探矿者软件系统与栅格图像矢量化1.1.1.1MinESoft探矿者软件系统MinESoft探矿者软件系统是依托国家863项目，专门为地质勘探专家、地质储量管理者及矿产开采人员开发的三维勘探软件。能够对原始勘探资料和地质编录成果数字化，有效管理、分析、三维可视化表达地质勘探多元数据，构建地质学家理想的三维勘探辅助决策模型，科学计算矿床资源储量和实现储量动态管理和计算机辅助制图。1.MinESoft探矿者软件的优势特点一高效快捷、地质分析自动化、二维GIS制图与三维可视化一体化;2.能够有机将地质勘查获取的三维空间地质测量、钻孔编录、物化探信息、遥感等图形、图像、数据表等集成管理分析和三维可视化表达;3.高效快捷完成矿体单工程圈定、勘探剖面图交互制图、三维矿体圈定、多种规范储量计算及动态管理分析;4.各种高质量的地质制图工具，包括勘探钻孔柱状图、剖面图、平面地质图、工程布置图、物化探异常等值线图等，并将二维制图与三维建模可视化一体化;MinESoft探矿者软件系统的主要模块:地质计算机制图模块、数据库管理模块、三维建模模块、储量估算模块、三维立体预测模块1.1.1.3栅格图像矢量化计算机中图像的表示一般分为两种形式:位图(即点阵图像)和矢量图像。位图是由一组计算机内存位组成，这些位定义了图像中的每个象素的颜色和亮度。位图可以装入计算机内存直接显示，因而显示速度很决，图像较为细致，色彩、层次也非常丰富，但占用机器内存空间较大。
即使采用压缩技术，也只能节省一部分存储空间。矢量图像是以一组计算机指令形式存在的。这些指令描述了一幅图中所包含的点、线、弧、矩形等几何图元的大小、颜色及位置等。通过软件读取并执行这些指令，使各个图元组合显示在屏幕上。这种方法每一条指令只占10多个字节，非常节省存储空间。MinESoft探矿者软件的数据格式主要有矢量和栅格两种，当地图直接扫描进入计算机时，数据是以栅格格式存储的。矢量化即将栅格数据转换为矢量数据，其实质就是将图像数据转换为图形数据，并保持相应的拓扑结构，图形包括直线、圆弧、曲线及字符的笔画等。由于矢量数据可以更精确定义位置、长度和大小，其对于MinESoft数据的分析和变换、空间数据拓扑分析以及空间数据与属性数据的联合分析而言，都是不可缺少的。因此将扫描图像的栅格数据转换为矢量数据成为MinESoft探矿者软件的重点之一。1.1.1.4对勘探资料图和地质编录成果图的信息获取方法和途径目前，对勘探资料图和地质编录成果图等相关信息的来源和获取途径主要有以下三(1)全数字野外测量;(2)利用数字摄影测量和遥感的方法从地面的数字影像上获取;<3)将现有的各种比例尺的原始勘探资料和地质编录成果数字化。地图数字化是最重要的地理数据获取的方式之一。所谓地图数字化，就是把传统纸质或其他材料上的地图(模拟地图)转换为计算机可识别的图形数据(数字地图)的过程oZn。地理信息系统中，点要素用一对X,Y坐标表示;线要素用一串X,Y坐标对表示;面状实体用首尾相同的一系列地理坐标对表示。
参考文献
[1]乌a伦、任伏虎、谢昆青、程承旗，地理信息系统教程，北京:北京大学出版社，19940
[2]郭玲，彩色地图线状要素的识别与获取，南京:南京理工大学，20030
[3]冯玉才，宋恩民，地图自动识别系统中按颜色分层的算法及实现[JI，软件学报，19950
[4]黄培之，实现彩色地图扫描数据自动分层的途径与方法〔JI，测绘学报，19980
[5]吕建平，王玉辉，彩色地图自动识别方法的研究【7]，西安:西安电子科技大学学报，19930
[6]吕建平，一种线形交叉模式的识别算法〔JI，西安:西安电子科技大学学，19940
[7]滕树钦，地图分层矢量化的研究与实现〔D]，南京:南京理工大学，20020
[8]陈晓勇，李德仁，CCD扫描等高线图的自动栅格一矢量转换方法[DI,测绘学报，19910
[9]陈洪亮，沈琳琳，基于Kohonen神经网络的地图自动输入技术【JI，小型微型计算机系统，20010
[10]翟京生，王家耀，数学形态学与数字地图图像识别CM]，北京:解放军出版社，19940
[11] Zhang T Y} Suen C Y} A fast parallel algorithm for thinning digital patterns[J].CommACM, 1984.
[12]昊选忠，Zhang快速并行细化算法的扩展〔JI，福建:福建工程学院学报，20060
[13]张毓晋，图像工程上册一图像处理和分析田〕，北京:清华大学出版社，20000
[14]吴晓芸，张太怡，刘平，一种快速的一次扫描细化算法(OSSTA) [J1，重庆:重庆大学学报，19940
[15]刘刚，彩色地图分色技术的理论与实践[D]，郑州:中国人民解放军信息工程大学，20030
[16]郝向阳，地图信息识别与提取技术的研究与实现[D]，河南:郑州测绘学院，19960
[17] Kang-tsung Chang，陈健飞，地理信息系统导论，北京:科学出版社，20030
[18]向世明，VisualC++数字图像与图形处理[MJ，北京:电工出版社，20040
[19]夏德深，傅德胜，现代图像处理技术与应用【M]，南京:东南大学出版社，20010
[20]井上诚喜、八木伸行、林正树等，实用数字图像处理[MJ，北京:科学出版社，20030
[21]Michael. Deniers，地理信息系统基本原理(Geography Information System Fundamental Theory)[M]，北京:电子工业出版社(Beijing: Electronics Industry Press)，19990
[22]王家耀(WANG Jia-yao)，空间信息系统原理(Spatial Information System Theory) [M]，北京:科学出版社，(Beijng:Science P ress)，19950
[23]陈端伟，束炯，王强，段玉森，遥感图像格郑eoTIFF解析，上海:华东师范大学学报(自然科学版)，20060
[24]牛芬涛，盛业华，GeoTIFF图像文件的数据存储格式及读写，四川:四川测绘，20040
[25]李玉龙(LI Yuelong)} Arcview GIS基础与制图设计(A rcview GIS Base and Drawing Design)[M，北京:电子工业出版社(Beijing: Electronics Industry P ress)，19980
[26]Garbrech t J,Ogden F L,DeBarry P A,eta1.GIS and distributed w atershed models 1:Datacoverages and sources[JJ.HYDROL ENG, 2001.
[27] Burrough P A，Wilson J P, van Gaans P F M，et al. Fuzzy k' means classification oftopo-climatic data as an aid Forest mapping in the Greater Yellow stone Area汇JJ.USA LANDSCA PEECOL，2001.
[28] Burrough P A. GIS and geostatistics:Essential partners for spatial analysis[JJ.ENVIRONECOL STAT, 2001.
[29] J. P. Marques desa'，模式识别原理、方法及应用，北京:清华大学出版社，20020
[30]杨淑莹，图像模式识别，北京:清华大学出版社，北京交通大学出版社，20050
[31]章毓晋，图像工程(上册):图像处理和分析[M]，北京:清华大学出版社，19990
[32]徐光佑，计算机视觉，北京:清华大学出版社，19990
[33]荆其诚，焦书兰，喻伯林，胡维生，色度学，北京:科学出版社，19910
[34]荆其诚，焦书兰，纪桂萍，人类的视觉，北京:科学出版社，19870
[35]王可，陆长德，乐万德，王小平，基于L ab均匀色彩空间的色彩调和系统，西北工业大学学报，20040
摘要 7-8
Abstract 8
第一章 绪论 9-15
1.1 本研究课题的背景及理论与实际意义 9-12
1.1.1 探矿者软件系统与栅格图像矢量化 9-12
1.2 国内外文献综述 12-13
1.2.1 国外研究状况 12
1.2.2 国内发展情况 12-13
1.3 本研究课题的来源及主要研究内容 13-15
1.3.1 课题来源 13-14
1.3.2 主要研究内容 14-15
第二章 空间数据模型 15-31
2.1 空间数据模型综述 15-19
2.1.1 栅格数据格式 15-17
2.1.2 矢量数据格式 17-19
2.2 图像、图形格式 19-29
2.2.1 栅格数据格式(图像格式) 19-23
2.2.2 矢量数据格式(图形格式) 23-29
2.3 栅格数据与矢量数据的比较 29-30
2.4 本章小结 30-31
第三章 图像处理与模式识别 31-47
3.1 数字图像处理主要研究的内容 31
3.2 模式识别 31-32
3.3 地图信息识别与提取 32
3.4 图像增强 32-33
3.5 颜色视觉 33-46
3.5.1 颜色现象 33-35
3.5.2 CIE色度学系统 35-38
3.5.3 孟塞尔(Munsell)颜色系统 38-46
3.6 本章小结 46-47
第四章 图像灰度化和二值化 47-49
4.1 灰度化 47
4.2 二值化 47-48
4.3 本章小结 48-49
第五章 基于数学形态学的图像细化 49-59
5.1 数学形态学概述 50-51
5.2 数学形态学运算的基本理论和基本运算 51-54
5.3 数学形态学的图像细化算法 54-55
5.4 细化算法的步骤 55
5.5 实验结果 55-56
5.6 其他细化算法 56-58
5.7 本章小结 58-59
第六章 链码追踪，图像矢量化 59-65
6.1 矢量化原理 59
6.2 矢量化的一般方法 59-63
6.2.1 扫描线轮廓跟踪 59-60
6.2.2 Freeman链码表达轮廓跟踪 60-62
6.2.3 抽稀处理坐标串 62-63
6.3 本章小结 63-65
第七章 矢量文件后处理 65-77
7.1 矢量文件几何变换 65-69
7.1.1 基本坐标变换 66-67
7.1.2 仿射变换(Affine Transformation) 67-68
7.1.3 类似变换(Similarity Transformation) 68-69
7.1.4 投影变换(Projective Transformation) 69
7.2 最小二乘法 69-71
7.3 线性方程组求解 71-73
7.3.1 Cholesky分解法求解线性方程组 71-73
7.4 计算测试结果 73-74
7.5 矢量文件后编辑处理 74-76
7.6 本章小结 76-77
第八章 栅格图像矢量化组件用户手册 77-80
8.1 用户手册 77-79
8.2 本章小结 79-80