專利名稱：一種位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及位場圖像特征的自動(dòng)識(shí)別及提取技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法。
背景技術(shù)：
目前，在國外很多用于其它方面的方法被應(yīng)用到對位場圖像特征的自動(dòng)識(shí)別及提取中來。Yunxuan(1992)將拉冬變換應(yīng)用于對重力數(shù)據(jù)的向上和向下延拓及去除重力數(shù)據(jù)合成圖中無用的線性特征，取得了滿意的效果，而此種方法之前被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療、地震和遙感方面；Niu et al. (2001), Vassilas, N. et al. (1999)運(yùn)用自組織聚類圖結(jié)合Hough算法對電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，自動(dòng)提取了地質(zhì)體的邊界，而Hough算法最初也是用于圖像處理，尤其是遙感圖像處理中；Eaton and Vasudevan(2004)將原本多用于地震資料處理
的一種句法模式識(shí)別技術(shù)-骨架算法(Le and Nyland, 1990; Lu and Cheng, 1990; Li et
al.，1997)應(yīng)用到位場數(shù)字圖像中線性形特征的識(shí)別及自動(dòng)提取。在國內(nèi)，許多學(xué)者也在自動(dòng)提取位場數(shù)據(jù)特征方面做了很多研究，但是還沒有引起足夠的重視，科研成果沒有國外豐富。高強(qiáng)，程方道(1993)生成了位場數(shù)字圖像的最大梯度二態(tài)像素圖；杜德文等人(1996)將最大梯度追蹤方法與旋轉(zhuǎn)變換方法有機(jī)地結(jié)合起來，用來自動(dòng)生成重磁位場最大梯度的矢量圖像；王四龍等人(1996)利用霍夫變換半自動(dòng)地提取了重磁數(shù)據(jù)的構(gòu)造信息；陳永良等人(2002)討論了重磁位場水平一階導(dǎo)數(shù)圖像中局部極大、極小值線的自動(dòng)提取方法；張麗莉等人(2006)將基于改進(jìn)的Radon變換和梯度計(jì)算用于重磁圖像中線性特征的檢測和增強(qiáng)，該方法能在變化域中突出顯示線性特征，有利于線性特征的提取和增強(qiáng)。劉金蘭等人(2007)，柏冠軍等人(2008)，夏玲燕等人(2008)都分別運(yùn)用了圖像處理技術(shù)對位場數(shù)字圖像中的線性特征進(jìn)行了識(shí)別；楊宇山等人(2003)利用小波細(xì)節(jié)的微分特征對重力場進(jìn)行斷裂分析，該方法克服了向上延拓方法中會(huì)出現(xiàn)的異常特征模糊化的缺點(diǎn)，與傳統(tǒng)的求水平一階導(dǎo)數(shù)、向上延拓等分析斷裂的方法相比，其使重力場的斷裂分析更加可靠、準(zhǔn)確。對于位場資料中構(gòu)造信息的識(shí)別和提取，傳統(tǒng)方法需要地球物理學(xué)家憑借位場信息特征靠經(jīng)驗(yàn)來人工目視完成。這樣的工作即費(fèi)時(shí)，又費(fèi)力，效率非常低。而且工作本身對信息判讀者的要求比較高。在遇到專家不能親臨的情況時(shí)，信息的識(shí)別與提取工作往往會(huì)陷入停滯。盡管國內(nèi)外在位場資料構(gòu)造信息的自動(dòng)識(shí)別與提取方面做了不少的研究，也取得了不少的成果，但是，很多方法在實(shí)際應(yīng)用中卻沒能發(fā)揮出當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)的作用。這樣的結(jié)果一方面跟處理方法本身的缺陷有關(guān)有的處理方法本身在設(shè)計(jì)時(shí)就沒能考慮到方法的普遍適用性，致使方法只能在很窄的方面運(yùn)用；有的方法則是沒有注意到位場數(shù)據(jù)資料的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)生搬硬套其它相似的數(shù)據(jù)處理方法，致使在實(shí)際中該方法達(dá)不到理想的效果。而另一方面則跟運(yùn)用方法的數(shù)據(jù)處理人員有關(guān)有的位場數(shù)據(jù)處理解釋人員在對位場資料進(jìn)行處理解釋時(shí)不熟悉各種處理方法的特點(diǎn)，不注意將各種處理及解釋方法相結(jié)合，在選擇數(shù)據(jù)處理方法時(shí)選擇單一，因此不能發(fā)揮各方法的優(yōu)勢，從而造成實(shí)際工作中的失誤。鑒于上述現(xiàn)有的位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別技術(shù)在使用中存在的諸多問題和缺陷，本發(fā)明人依靠多年的工作經(jīng)驗(yàn)和豐富的專業(yè)知識(shí)積極加以研究和創(chuàng)新，最終發(fā)明了一種新穎的位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法，可迅速準(zhǔn)確地識(shí)別并提取位場資料中的構(gòu)造信息，為工作的順利快速進(jìn)行鋪平道路。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法，實(shí)現(xiàn)了迅速準(zhǔn)確地識(shí)別并提取位場資料中的構(gòu)造信息。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法，包括如下步驟a.對原始的位場柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理；b.輸入處理過的位場柵格數(shù)據(jù)，對每列數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，找出每列數(shù)據(jù)中的各個(gè)局部極大值和與之相鄰的局部極小值，由一個(gè)局部極大值和與之相鄰的一個(gè)局部極小值組成的一個(gè)不對稱波形為一個(gè)周期，建立每個(gè)波形的特征空間；c.以每3列數(shù)據(jù)為一組，以步驟b中得到的每個(gè)波形作為一個(gè)單元，計(jì)算每組中間數(shù)列的每一個(gè)波形與前后兩列數(shù)據(jù)上臨近波形之間連接的價(jià)值函數(shù)，根據(jù)價(jià)值函數(shù)判斷兩波形之間的連接狀態(tài)；d.探測步驟c中波形連接形成的事件片段的公共區(qū)域，將有公共區(qū)域的事件片段連接起來，在事件片段連接的同時(shí)不斷更新事件目錄，將連接完成的事件存入事件文件中；e.將事件的探測結(jié)果直接顯示在圖形中。進(jìn)一步，所述步驟b中，通過掃描柵格數(shù)據(jù)中每一列數(shù)據(jù)來得到這列數(shù)據(jù)中的各個(gè)局部極值，每個(gè)局部極大值和一個(gè)與之相鄰的局部極小值組成一個(gè)波形，一個(gè)局部極大值沒有找到一個(gè)與之相對應(yīng)的局部極小值則這個(gè)局部極大值就被舍去；同樣，如果一個(gè)局部極小值沒有找到一個(gè)與之相對應(yīng)的局部極大值，那么它也會(huì)被舍棄；以下式I表達(dá)的無量綱特征向量f定義每個(gè)波形的特征空間f = ( λ ραΡΑ，λ ναΝΑ，λ PWPW，PO)τ式 I式中，PA為波峰幅值；ΝΑ為波谷幅值；PW為波峰到波谷之間的距離，即脈沖寬度；λ ΡΑ、λ ΝΑ和λ Pff分別是PA、NA和PW的權(quán)值；Ρ0是周期的極性；Τ表示向量轉(zhuǎn)置。進(jìn)一步，所述步驟b中，柵格數(shù)據(jù)的行數(shù)為m和列數(shù)為η，即柵格數(shù)據(jù)大小為mXn，柵格數(shù)據(jù)中第i行，第j列的數(shù)據(jù)a。為一個(gè)已被找出的局部極值點(diǎn)，但還沒找到與其組成波形的對應(yīng)的極值點(diǎn)，當(dāng)i=m_l時(shí)，ai；J作為單獨(dú)的極值點(diǎn)被舍棄；當(dāng)i〈m-l時(shí)，取ai+1，j為與ai;j對應(yīng)的極大或極小值點(diǎn)，并組成波形。進(jìn)一步，所述步驟c中，在計(jì)算兩波形向量空間之間的距離之前，首先判斷兩波形 的極性，如果兩波形極性一致，則計(jì)算兩波形向量空間的距離，再依據(jù)最大價(jià)值函數(shù)值來判斷兩波形是否應(yīng)該連接；否則，直接跳到下一個(gè)波形，再進(jìn)行判斷兩波形的極性，如此往復(fù)。進(jìn)一步，步驟c中，周期單元組中包含兩個(gè)周期(波形)a和b，那么通過這兩個(gè)周期連接所組成的事件的價(jià)值Cost (a，b)則由這兩個(gè)周期的特征空間之間的距離D(a，b)來衡量:Cost (a, b) e D (a, b) = | fa_fb |式 2式2中的4和&分別表示周期a和周期b的特征向量，其中|f|計(jì)算規(guī)則定義如下
權(quán)利要求
1.一種位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法，其特征在于，包括如下步驟a.對原始的位場柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理；b.輸入處理過的位場柵格數(shù)據(jù),對每列數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描,找出每列數(shù)據(jù)中的各個(gè)局部極大值和與之相鄰的局部極小值，由一個(gè)局部極大值和與之相鄰的一個(gè)局部極小值組成的一個(gè)不對稱波形為一個(gè)周期，建立每個(gè)波形的特征空間；c.以每3列數(shù)據(jù)為一組，以步驟b中得到的每個(gè)波形作為一個(gè)單元，計(jì)算每組中間數(shù)列的每一個(gè)波形與前后兩列數(shù)據(jù)上臨近波形之間連接的價(jià)值函數(shù)，根據(jù)價(jià)值函數(shù)判斷兩波形之間的連接狀態(tài)；d.探測步驟c中波形連接形成的事件片段的公共區(qū)域，將有公共區(qū)域的事件片段連接起來，在事件片段連接的同時(shí)不斷更新事件目錄，將連接完成的事件存入事件文件中；e.將事件的探測結(jié)果直接顯示在圖形中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法，其特征在于，所述步驟b中，通過掃描柵格數(shù)據(jù)中每一列數(shù)據(jù)來得到這列數(shù)據(jù)中的各個(gè)局部極值，每個(gè)局部極大值和一個(gè)與之相鄰的局部極小值組成一個(gè)波形，一個(gè)局部極大值沒有找到一個(gè)與之相對應(yīng)的局部極小值則這個(gè)局部極大值就被舍去；同樣，如果一個(gè)局部極小值沒有找到一個(gè)與之相對應(yīng)的局部極大值，那么它也會(huì)被舍棄；以下式I表達(dá)的無量綱特征向量f定義每個(gè)波形的特征空間
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法，其特征在于，所述步驟b中，柵格數(shù)據(jù)的行數(shù)為m和列數(shù)為n，即柵格數(shù)據(jù)大小為mXn，柵格數(shù)據(jù)中第i行，第j 列的數(shù)據(jù)為一個(gè)已被找出的局部極值點(diǎn)，但還沒找到與其組成波形的對應(yīng)的極值點(diǎn)，當(dāng) i=m-l時(shí)，ai；J作為單獨(dú)的極值點(diǎn)被舍棄；當(dāng)i〈m-l時(shí)，取ai+y為與a。對應(yīng)的極大或極小值點(diǎn)，并組成波形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法，其特征在于，所述步驟c中，在計(jì)算兩波形向量空間之間的距離之前，首先判斷兩波形的極性，如果兩波形極性一致，則計(jì)算兩波形向量空間的距離，再依據(jù)最大價(jià)值函數(shù)值來判斷兩波形是否應(yīng)該連接； 否則，直接跳到下一個(gè)波形，再進(jìn)行判斷兩波形的極性，如此往復(fù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法，其特征在于，步驟c 中，周期單元組中包含兩個(gè)周期(波形)a和b，那么通過這兩個(gè)周期連接所組成的事件的價(jià)值Cost(a，b)則由這兩個(gè)周期的特征空間之間的距離D(a，b)來衡量
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法，其特征在于，步驟d 中，對具有共同周期的事件片段進(jìn)行連接，直到形成完整的事件目錄為止，最后計(jì)算完整事件的屬性，并將事件屬性存放在事件目錄中，事件屬性包括事件中所有周期的屬性的平均值和事件長度L，事件長度L通過下式8得到L = ^jdx2 + dy1 式 8其中，dx和dy分別為事件向東和向北延伸的長度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種位場數(shù)據(jù)構(gòu)造信息提取與識(shí)別的方法，包括如下步驟a.對原始的位場柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理；b.對每列數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，由一個(gè)局部極大值和與之相鄰的一個(gè)局部極小值組成的一個(gè)不對稱波形為一個(gè)周期，建立每個(gè)波形的特征空間；c.以每3列數(shù)據(jù)為一組，以每個(gè)波形作為一個(gè)單元，計(jì)算每組中間數(shù)列的每一個(gè)波形與前后兩列數(shù)據(jù)上臨近波形之間連接的價(jià)值函數(shù)，以此判斷兩波形之間的連接狀態(tài)；d.探測步驟c中波形連接形成的事件片段的公共區(qū)域，將有公共區(qū)域的事件片段連接起來，同時(shí)更新事件目錄，將連接完成的事件存入事件文件中；e.將事件的探測結(jié)果直接顯示在圖形中。本發(fā)明能迅速準(zhǔn)確地識(shí)別并提取位場資料中的構(gòu)造信息。
文檔編號(hào)G06K9/46GK103020629SQ201210506198
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者鄧震, 嚴(yán)加永, 劉彥, 張昆, 陳向斌 申請人:中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 鄧震, 嚴(yán)加永