本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種復(fù)雜矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖方法，屬于地理信息系統(tǒng)中的空間分析制圖和空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)領(lǐng)域。該方法的步驟包括：將兩幅矢量多邊形圖形轉(zhuǎn)換成精度游程編碼圖形；分別以其中一幅精度游程編碼圖形為背景底圖，以交叉方式對另一幅矢量多邊形圖形鏈段進(jìn)行上覆遍歷疊置、跨多邊形檢測和分解，得到分解和未分解鏈段；篩選出符合疊置模式的合格鏈段作為疊置成果矢量多邊形圖形的組成鏈段；構(gòu)建含有確定空間關(guān)系的疊置成果矢量多邊形圖形。本發(fā)明專利技術(shù)避免了矢量多邊形圖形之間直接疊置帶來的大量鏈段相交判斷和可能出現(xiàn)的誤判及遺漏，為有效建立新的拓?fù)潢P(guān)系創(chuàng)造了條件，提高了矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖技術(shù)的可操作性、魯棒性和實(shí)用性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種復(fù)雜矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖方法，其核心技術(shù)是基于矢量多邊形圖形與精度游程編碼圖形混合疊置處理的方法，屬于地理信息系統(tǒng)中的空間分析制圖和空間數(shù)據(jù)挖掘等
技術(shù)介紹
矢量多邊形圖形空間疊置分析是對兩個包含空間要素拓?fù)潢P(guān)系的不規(guī)則面元集合實(shí)施的空間疊合操作，它將兩幅單要素面狀圖層進(jìn)行疊置產(chǎn)生一個新的要素圖層，新的要素圖層綜合了兩幅原地層要素具有的屬性，并建立了新的要素圖層單元與兩個疊置圖層單元之間的隸屬關(guān)系。矢量多邊形圖形空間疊置分析不僅生成了新圖形及其空間關(guān)系，而且還將輸入的多個數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來產(chǎn)生了新的屬性關(guān)系。從原理上說，矢量多邊形圖形空間疊置分析是對面狀分布的多層空間要素按一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，其中涉及到邏輯交、邏輯并、邏輯差等運(yùn)算。·矢量多邊形圖形空間疊置分析可以形象的理解為對一幅按某種要素分級或分類所做的空間分割圖形，再按另一種要素分級或分類做新的一輪空間分割。通過矢量多邊形圖形拓?fù)浏B置分析可以對多幅圖層要素地圖進(jìn)行綜合，獲得在幾何面積上更為細(xì)碎而在要素指標(biāo)更為多元的詳細(xì)分類圖層，提供各個原始圖層無法單獨(dú)明確界定的有價值的空間信息。兩幅矢量多邊形圖形的疊置分析是多邊形圖形空間疊置分析制圖的基本操作，多次調(diào)用該操作可以實(shí)現(xiàn)多幅矢量多邊形圖形的疊置分析制圖。通常，實(shí)現(xiàn)矢量多邊形空間疊置分析制圖主要通過相互疊置圖形間多邊形圖形鏈段的求交、分解、重組和拓?fù)潢P(guān)系重建等幾個步驟，但是隨著地理信息分析技術(shù)應(yīng)用的深入，分析區(qū)域的擴(kuò)大和高精度分析需求的激增，面臨的問題將日趨復(fù)雜，現(xiàn)有方法通常難以承受形態(tài)復(fù)雜和具有海量圖斑單元矢量多邊形圖形間拓?fù)浏B置分析制圖所消耗的計(jì)算資源，其處理效率瓶頸凸顯，分析可靠性受至IJ挑戰(zhàn)，迫切需要高效、簡便、可靠和實(shí)用的新技術(shù)出現(xiàn)。據(jù)申請人了解，目前已有的方法大致可分為直接方法和間接方法兩類一是直接方法即純碎的矢量求交方法，需要對疊置圖形的所有多邊形圖形鏈段進(jìn)行相交判別，對相交鏈段進(jìn)行交點(diǎn)計(jì)算和分解，最后重建拓?fù)潢P(guān)系。為了檢出兩幅多邊形圖形間可能相交的鏈段，過濾空間相離的鏈段，減少不必要的求交計(jì)算，出現(xiàn)了外包矩形檢測法、矢量柵格方法、柵格輔助法等，這些方法在一定程度上提高了分析制圖的效率，但對較大幅面的復(fù)雜圖形而言，算法增加的額外空間與時間開銷依然過大，仍然可能超出可接受的范圍，制約了方法的實(shí)用性；二是間接方法，即先將參與疊置的多邊形圖形轉(zhuǎn)換為一定精度的柵格圖形，再對柵格圖形進(jìn)行疊置，最后將疊置后的柵格圖形轉(zhuǎn)換為矢量多邊形圖形，并建立相應(yīng)的拓?fù)潢P(guān)系。由于矢量多邊形圖形與柵格圖形之間的轉(zhuǎn)換是一種精度損耗的圖形格式變換，疊置分析獲得的矢量多邊形圖形的精度取決于采用的柵格精度，而高精度柵格分析通常會急劇增加存貯空間，其格式雙向轉(zhuǎn)換及疊置處理時間也會大幅提升，可行性降低。因此，間接方法及算法的空間和時間復(fù)雜度同時受到圖形復(fù)雜程度和柵格精度的雙重制約，其實(shí)用性受到影響，難以成為性能穩(wěn)定和高效的空間疊置分析方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提出一種面向復(fù)雜圖形、可靠和高效的矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖方法。具體而言，針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種簡化兩幅矢量多邊形圖形疊置過程中鏈段求交分解和成果矢量多邊形圖形拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)建的方法，即基于矢量多邊形圖形與精度游程編碼圖形混合疊置的復(fù)雜矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖方法，從而提高矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖技術(shù)的魯棒性和實(shí)用性。本專利技術(shù)設(shè)計(jì)了用于混合疊置處理的精度游程編碼，其存儲格式有別于常規(guī)柵格游程編碼，它按預(yù)定的縱向精度間隔將矢量多邊形圖形劃分為一系列相同高度的水平條帶，每個條帶對應(yīng)一個游程記錄表，其中有序排列的一組游程記錄對應(yīng)條帶中的各個區(qū)段，每個游程記錄相應(yīng)區(qū)段的起始位置(多邊形圖形鏈段與該條帶中間掃描線交點(diǎn))的Z坐標(biāo)和區(qū)段所處(交點(diǎn)右側(cè))的多邊形編碼。由于按預(yù)定縱向精度間隔劃分的條帶上的游程以表示區(qū)段起始位置精確的z坐標(biāo)數(shù)值取代了常規(guī)游程的柵格數(shù)，因此可使精度游程編碼存儲的圖形無精度損失。 精度游程編碼記錄數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) Struct RLEncoding {double X;//鏈段與掃描線交點(diǎn)x坐標(biāo) int rightpoly;//交點(diǎn)右側(cè)多邊形編碼} 假設(shè)參與疊置的兩幅矢量多邊形圖形分別為圖A和圖B，疊置獲得的矢量多邊形圖形為圖C，本專利技術(shù)可實(shí)現(xiàn)五種空間疊置模式，分別是Α Β、Α(；Β、(AEB) gA, (Α Β)卬、A_B，即圖A與圖B并、圖A與圖B交、圖A域內(nèi)的Α Β、圖B域內(nèi)的Α Β、圖A與圖B差。本專利技術(shù)參與疊置分析的矢量多邊形圖形的組成多邊形面元具有預(yù)定的編碼標(biāo)識——多邊形編碼，疊置成果矢量多邊形圖形的組成多邊形面元也具有唯一的編碼標(biāo)識——多邊形編碼，且具有簡略的空間關(guān)系表達(dá)形式，采用無冗余的空間數(shù)據(jù)存儲方式，相鄰多邊形的共同邊界鏈段只存儲一次，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要包括多邊形圖形鏈段索引記錄表、鏈段坐標(biāo)數(shù)據(jù)表和多邊形屬性表(DBF數(shù)據(jù)格式)，鏈段索引在記錄鏈段坐標(biāo)存儲位置和存儲長度的同時，也記錄了鏈段兩側(cè)的多邊形編碼，以表示與相鄰多邊形的空間關(guān)系。Struct LinkIndex { //多邊型鏈段索引表記錄結(jié)構(gòu) long Link_id;//鏈段標(biāo)識碼 long LeftPolycode;//左側(cè)多邊形編碼(左區(qū)碼) long RightPolycode; //右側(cè)多邊形編碼(右區(qū)碼) long Coordadd;//坐標(biāo)起始位置 long CoordCount;//鏈段坐標(biāo)個數(shù)} 歸納起來，為了達(dá)到以上目的，本專利技術(shù)提出的復(fù)雜矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖方法包括以下基本步驟 步驟I、圖形轉(zhuǎn)換——分別將兩幅矢量多邊形圖形(A、B)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的精度游程編碼圖形(參見圖4-c和圖4-d的AK、BK)，所述精度游程編碼由游程表示區(qū)段起始位置的X坐標(biāo)和區(qū)段所處多邊形的編碼構(gòu)成； 步驟2、交叉混合疊置處理——分別以轉(zhuǎn)換得到的兩幅精度游程編碼圖形中的一幅為背景底圖，以交叉方式對另一幅矢量多邊形圖形鏈段進(jìn)行上覆遍歷疊置、跨多邊形檢測和分解，分別得到對應(yīng)兩幅疊置矢量多邊形圖形的兩組分解和未分解鏈段(參見圖4-g和圖4-h)； 步驟3、篩選構(gòu)圖鏈段——按照預(yù)定疊置模式對疊置產(chǎn)生的兩組分解和未分解鏈段進(jìn)行篩選，篩選出符合疊置模式的合格鏈段作為疊置成果矢量多邊形圖形的組成鏈段(參見圖I); 步驟4、構(gòu)建含有確定空間關(guān)系的疊置成果矢量多邊形圖形——按預(yù)定規(guī)則對疊置成 果矢量多邊形圖形的組成鏈段進(jìn)行左右多邊形區(qū)域編碼，構(gòu)建疊置成果矢量多邊形圖形組成鏈段與其兩側(cè)多邊形面元的空間拓?fù)潢P(guān)系，以及疊置成果矢量多邊形圖形面元與所述兩幅矢量多邊形圖形面元的隸屬關(guān)系，構(gòu)成含有空間關(guān)系的疊置成果矢量多邊形圖形(參見圖 4-i)。簡言之，本專利技術(shù)先對矢量多邊形圖形A和B進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換處理，分別獲得相應(yīng)的兩幅精度游程編碼圖形K和Bk ;將矢量多邊形圖形A與圖B的精度游程編碼圖形Bk進(jìn)行空間疊置操作，再將矢量多邊形圖形B與圖A的精度游程編碼圖形Ak進(jìn)行空間疊置操作；兩次疊置獲得的鏈段經(jīng)過疊置模式篩選和空間關(guān)系構(gòu)建后，最終構(gòu)成成果矢量多邊形圖形C0本專利技術(shù)針對復(fù)雜矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖中鏈段求交分解和疊本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種復(fù)雜矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖方法，其特征在于包括以下步驟：步驟1、？圖形轉(zhuǎn)換——分別將兩幅矢量多邊形圖形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的精度游程編碼圖形，所述精度游程編碼由游程表示區(qū)段起始位置的x坐標(biāo)和區(qū)段所處多邊形的編碼構(gòu)成；？步驟2、？交叉混合疊置處理——分別以轉(zhuǎn)換得到的兩幅精度游程編碼圖形中的一幅為背景底圖，以交叉方式對另一幅矢量多邊形圖形鏈段進(jìn)行上覆遍歷疊置、跨多邊形檢測和分解，分別得到對應(yīng)兩幅疊置矢量多邊形圖形的兩組分解和未分解鏈段；步驟3、？篩選構(gòu)圖鏈段——按照預(yù)定疊置模式對疊置產(chǎn)生的兩組分解和未分解鏈段進(jìn)行篩選，篩選出符合疊置模式的合格鏈段作為疊置成果矢量多邊形圖形的組成鏈段；步驟4、？構(gòu)建含有確定空間關(guān)系的疊置成果矢量多邊形圖形——按預(yù)定規(guī)則對疊置成果矢量多邊形圖形的組成鏈段進(jìn)行左右多邊形區(qū)域編碼，構(gòu)建疊置成果矢量多邊形圖形組成鏈段與其兩側(cè)多邊形面元的空間拓?fù)潢P(guān)系，以及疊置成果矢量多邊形圖形面元與所述兩幅矢量多邊形圖形面元的隸屬關(guān)系，構(gòu)成含有空間關(guān)系的疊置成果矢量多邊形圖形。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種復(fù)雜矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I、圖形轉(zhuǎn)換一分別將兩幅矢量多邊形圖形轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的精度游程編碼圖形，所述精度游程編碼由游程表示區(qū)段起始位置的X坐標(biāo)和區(qū)段所處多邊形的編碼構(gòu)成； 步驟2、交叉混合疊置處理——分別以轉(zhuǎn)換得到的兩幅精度游程編碼圖形中的一幅為背景底圖，以交叉方式對另一幅矢量多邊形圖形鏈段進(jìn)行上覆遍歷疊置、跨多邊形檢測和分解，分別得到對應(yīng)兩幅疊置矢量多邊形圖形的兩組分解和未分解鏈段； 步驟3、篩選構(gòu)圖鏈段——按照預(yù)定疊置模式對疊置產(chǎn)生的兩組分解和未分解鏈段進(jìn)行篩選，篩選出符合疊置模式的合格鏈段作為疊置成果矢量多邊形圖形的組成鏈段； 步驟4、構(gòu)建含有確定空間關(guān)系的疊置成果矢量多邊形圖形——按預(yù)定規(guī)則對疊置成果矢量多邊形圖形的組成鏈段進(jìn)行左右多邊形區(qū)域編碼，構(gòu)建疊置成果矢量多邊形圖形組 成鏈段與其兩側(cè)多邊形面元的空間拓?fù)潢P(guān)系，以及疊置成果矢量多邊形圖形面元與所述兩幅矢量多邊形圖形面元的隸屬關(guān)系，構(gòu)成含有空間關(guān)系的疊置成果矢量多邊形圖形。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)雜矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖方法，其特征在于所述步驟I的具體步驟如下 第i-ι步、以預(yù)定的縱向精度間隔在疊置分析制圖矩形范圍內(nèi)布設(shè)水平掃描線，為每條水平掃描線設(shè)置一個記錄多邊形圖形鏈段穿越次數(shù)計(jì)數(shù)器；遍歷矢量多邊形圖形的各條鏈段，將所述鏈段穿越各掃描線的次數(shù)分別記錄到對應(yīng)的計(jì)數(shù)器中； 第1-2步、根據(jù)穿越次數(shù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果建立分別對應(yīng)每條掃描線的游程編碼表，所述游程編碼表用于逐一記錄各條多邊形圖形鏈段穿越掃描線時交點(diǎn)的X坐標(biāo)及右側(cè)多邊形的編碼； 第1-3步、再次遍歷所述矢量多邊形的所有多邊形圖形鏈段，計(jì)算各條多邊形圖形鏈段穿越掃描線時交點(diǎn)的X坐標(biāo)，連同交點(diǎn)右側(cè)的多邊形編碼逐一存儲到對應(yīng)的游程編碼表中； 第1-4步、以精度游程編碼表中記錄的X坐標(biāo)為關(guān)鍵字，分別對各條掃描線的精度游程編碼表做遞增排序，獲得對應(yīng)所述矢量多邊形圖形的精度游程編碼圖形。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)雜矢量多邊形圖形空間疊置分析制圖方法，其特征在于所述步驟2進(jìn)行上覆多邊形鏈段跨背景底圖多邊形探測時，以預(yù)定探測步長依次判斷當(dāng)前處理鏈段中的相鄰探測節(jié)點(diǎn)落入背景底圖的多邊形區(qū)域是否發(fā)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝順平，王結(jié)臣，都金康，趙書河，
申請(專利權(quán))人：南京大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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