網上地圖監管的技術設計與研究

2010-09-28 01:19:10褚雪梅

測繪通報 2010年11期

褚雪梅

(國家測繪局地圖技術審查中心，北京100830)

網上地圖監管的技術設計與研究

褚雪梅

(國家測繪局地圖技術審查中心，北京100830)

針對監管網上地圖的實際工作需求，設計并研發出圖像識別技術，解決了圖片采集、圖像識別等問題，并提出網上地圖監管的技術途徑。

網上地圖;搜索;監管

一、引言

隨著社會需求的不斷擴大，以互聯網為基礎的網上地圖開發和應用越來越廣泛。據不完全統計，在互聯網中涉及地圖內容的網站有3～5萬個，并且每個網站中的地圖網頁鏈接十分復雜，但在網上地圖內容的表示方面也不同程度地出現了一些問題，例如：錯繪我國國界線和省級行政區域界線;漏繪屬于我國領土的重要島嶼及歸屬范圍線;標注涉及國家安全的涉密信息等。網上問題地圖不僅使國家安全、領土主權、民族尊嚴受到影響，而且損害地圖消費者權益。為此，地圖監管部門高度重視并采取相應措施，以強化對網上地圖的監管。

利用公共搜索引擎搜索網上地圖，會搜索到監管中并不需要的海量信息，大量非地圖圖片的干擾，使得對圖片的分析和剔除工作量陡增。所以采用人工傳統方式搜索網上地圖，不僅遍歷周期長，而且網上圖片更新速度比判別速率高，因此無法有效地定位地圖圖片。為了實現對網上地圖的監管，首先是要把網上地圖適時、快速地自動識別出來，為此，組織研發了圖像識別技術，解決了圖片采集、圖像識別等關鍵問題，同時，提出網上地圖監管的技術途徑。

二、設計與研究

網上地圖監管的技術平臺采用J2EE規范設計和開發，其架構圖如圖1所示。主要包括：Spring、WebWork2、Hibernate3、QuartZ等。

圖1 網上地圖監管技術平臺架構圖

實現的主要功能：

1.網上地圖搜索

(1)圖片采集

采用Heritrix實現圖片采集。這是基于Java技術的網絡爬蟲組件，可對指定站點的圖片進行初次定向采集。就是在基于關鍵字搜索的同時，利用百度(Baidu)和谷歌(Google)這些搜索服務商的龐大資源抓取其所獲取的網上圖片，以實現網上圖片的初始獲取。在搜索獲取到海量圖片的基礎上，再二次過濾出網上地圖。

采用這種組合式的搜索模式對網上圖片進行采集，不僅節省了大量的軟、硬件投入，而且大大提高了網上地圖的搜索效率、深度和廣度。

(2)圖像識別算法

針對樣本庫中地圖、非地圖類目錄，使用SVM算法，按照選定的特征值，分別計算出地圖和非地圖的重心。該重心是由各特征值組合而成的多維特征向量加權得到。通過設定參數，設置地圖和非地圖之間的閾值，計算每個圖片的特征參數，與閾值比較。靠近地圖重心的，則被識別為地圖;靠近非地圖重心的，則被識別為非地圖。判斷圖片是否為地圖的主要依據：①圖像塊區域平滑程度。地圖中一般都是邊緣包裹著大片行政區域，用一種顏色表示這個區域，該區域在灰度分布上是平滑的。地圖的整個圖片區域平滑程度都很高，而在非地圖圖片上就不具有這些特征，例如風景圖片或是人物圖片上。②圖像邊緣和區域的比例。地圖通常是長邊緣圈出一塊區域，非地圖圖片由于紋理、立體等因素就不具備這些特性。③圖像強邊緣和弱邊緣的比例。地圖圖片的邊緣大多是強邊緣，非地圖圖片的邊緣都比較短，斷斷續續，屬于弱邊緣。④ 圖像顏色種數。用不同的顏色表示不同的圖像屬性，這是地圖表示的典型特征之一。非地圖圖片則用很少的顏色表示區域屬性。⑤ 圖像顏色離散度。圖像顏色離散度跟顏色種數相結合時，種類越少，離散度越高。⑥共生矩陣(12維)。共生矩陣主要是在地圖旋轉和縮放時起作用。⑦ DCT變換(三維)。DCT變換是檢測圖像頻率變換。非常復雜的圖片(地圖一般比較簡單)，邊緣和顏色會頻繁變換，高頻占主要部分，地圖不具備這個特征。

(3)地圖識別處理

用研發的圖片識別算法，對抓取回來的網上圖片進行過濾篩選。通過比對樣本庫的地圖數據，剔除不屬于地圖類的其他信息，最終將地圖圖片挑選出來，其流程如圖2所示。