(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210716220.9 (22)申请日 2022.06.23 (71)申请人 南京师范大学 地址 210046 江苏省南京市栖霞区文苑路1 号 (72)发明人 窦万峰　何涛　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 向文 (51)Int.Cl. G06T 17/05(2011.01) G06V 10/26(2022.01) G06V 10/40(2022.01) G06V 10/762(2022.01) G06V 10/764(2022.01)G06V 30/422(2022.01) (54)发明名称 一种单视点的地形可视域空间拓扑特征提 取与表示方法 (57)摘要 本发明公开了一种单视点的地形可视域空 间拓扑特征提取与表示方法， 包括： 获取地形的 DEM数据， 并指定观察点位置和高出地面的高度； 根据观察点位置和高出地面的高度， 计算出地形 可视域； 对地形可视域进行分割， 获取到若干子 视域； 计算并提取出每个子视域的特征要素值， 构建子视域之间的空间拓扑结构。 本发明能够获 取到每一个子视域的空间关系， 在景观分析中对 观景点的选取有重要作用， 选择一个合适的观景 点位置保证它能够覆盖的视域范围尽量大， 并且 能够覆盖到特定的景观， 给人带来好的视觉体 验。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 114937131 A 2022.08.23 CN 114937131 A 1.一种单视点的地形可视域空间拓扑特征提取与表示方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： S1： 获取地形的DE M数据， 并指定观察 点位置和高出地 面的高度； S2： 根据观察 点位置和高出地 面的高度， 计算出地形 可视域； S3： 对地形 可视域进行分割， 获取到若干 子视域； S4： 计算并提取 出每个子视域的特 征要素值， 构建子 视域之间的空间拓扑 结构。 2.根据权利要求1所述的一种单视点的地形可视域空间拓扑特征提取与表示方法， 其 特征在于， 所述 步骤S2中地形 可视域的计算方法为： 给定观察点O的坐标(x， y， z)， x,y为观察点的地面坐标， z为其高程值， 设height为观察 点O的地面高度， 地形可视域表示为地形上设定范围内观察点O可以看见的地形点的集合， 即V＝{P1， P2，···， Pn}， Pi为可见的地形点， 简称可视点， n表示可视点的数量。 3.根据权利要求1所述的一种单视点的地形可视域空间拓扑特征提取与表示方法， 其 特征在于， 所述步骤S3中依据地形可视域中可视点的空间距离， 借助于分类或聚类算法划 分地形可视域为多个相互分离的子 视域SVi(i＝1,2,···,k)， k为划分的子 视域的个数。 4.根据权利要求3所述的一种单视点的地形可视域空间拓扑特征提取与表示方法， 其 特征在于， 所述步骤S3中采用DBSCAN聚类算法对地形可视域进行分割， 具体的分割过程如 下： A1： 基于欧式距离的相似度计算： 设任意两个可视点Pi和Pj之间的欧式距离如公式(1)： 其中， Pi的坐标为(Xi， Yi， Zi)， Xi和Yi表示地形经纬度， Zi表示(Xi， Yi)位置的高程值； 同 理， Pj的坐标为(Xj， Yj， Zj)， 表示(,Xj， Yj)表示Pj的位置， Zj表示该位置的高程 值； A2： 聚类参数的确定： 对于给定的地形分辨率R， 需要确定DBSCAN算法的密度参数(eps,minpts)， 其中， 参数 eps表示邻域半径， 用于确定聚集在某个点周围的范围大小， 参数minpts表 示邻域内的最小 样本数， eps和minpts共同确定某个点是否为核心点， 即在给定邻域eps时， 某个点的邻域内 的样本数超过最小样本数minpts， 则 该点是一个核心点， 由所有核心点及其邻域点组成一 个簇； A3： 根据组成的簇进行分割， 将eps设置为阈值， 当d≤eps时， 则Pi和Pj属于同一个子视 域SVi， 即SVi＝SVi∪{Pi,Pj}。 5.根据权利要求4所述的一种单视点的地形可视域空间拓扑特征提取与表示方法， 其 特征在于， 所述步骤A2中对于 分辨率为 R×R的地形， 考虑到地形坡度和邻域因素， 可以确定 的密度参数(eps,mi npts)是 6.根据权利要求4所述的一种单视点的地形可视域空间拓扑特征提取与表示方法， 其 特征在于， 所述步骤A3中根据聚类算法得出的簇的子视域， 分别将其由地形的山脊线、 山谷 线进行二次分割得到的子域 就是最终划分的子 视域。 7.根据权利要求1所述的一种单视点的地形可视域空间拓扑特征提取与表示方法， 其权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114937131 A 2特征在于， 所述步骤S4中子视域的特征要 素值包括子视域的形状、 子视域的可见单元数量、 子视域的面积、 子 视域的密度、 子 视域的中心、 子 视域的方位、 子 视域的直径。 8.根据权利要求1所述的一种单视点的地形可视域空间拓扑特征提取与表示方法， 其 特征在于， 所述 步骤S4中子 视域之间的空间拓扑 结构的构建方法为： 建立以视点为中心 的星型拓扑结构， 将子视域与视线抽象化后， 将每个子视域的中心 看作一个点， 其与观察 点的关系用直线段和线段长度来表示。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114937131 A 3