建筑物矢量边界简化的方法技术

本发明专利技术涉及地理信息处理领域，公开了一种建筑物矢量边界简化方法，包括：从建筑物的矢量图中获取建筑物矢量多边形；确定所述矢量多边形的边角点；根据所述矢量多边形的周长或所述边角点之间的距离确定距离筛选阈值；以及遍历所述矢量多边形的全部边界点，将所遍历到的边界点和与该边界点相邻的边界点之间的距离与所述距离筛选阈值相比较，当所述距离小于所述距离筛选阈值且该相邻的边界点不是所述边角点时，删除该相邻的边界点。通过上述技术方案，利用距离筛选阈值对不符合条件的边界点进行剔除，可以很好的应用于建筑物矢量边界简化过程，所涉及到的计算过程简单。

【技术实现步骤摘要】
建筑物矢量边界简化的方法
本专利技术涉及地理信息处理领域，具体地，涉及一种建筑物矢量边界简化的方法。
技术介绍
随着地理信息系统(GeographicInformationSystem，GIS)与计算机技术的不断发展，越来越多的数据变得可以研究与利用，而计算机内存以及网络带宽是有限的，如何有效的对海量数据进行处理和传输，也是困扰专家们的一大难题。对GIS领域所研究的数据而言，一般来说包括属性数据与空间数据两大类型，相比于属性数据，空间数据所占的存储空间往往很大，而随着数据分辨率的提高，空间数据量也会不断增大，对于建筑物矢量数据而言，在城市规划、土地分类包括灾害评估等多方面都会有所应用。多边形的复杂程度常常制约着数据的运算速度，而且往往其数据不需要过于精细，例如对于较小比例尺地图，过于精细的多边形边界是没有意义的。所以对建筑物矢量进行边界简化，一方面可以减少数据所占存储空间，另一方面也更适合进行研究以及后续的制图工作。目前现存的多边形边界简化方法有很多，具体分类包括顶点删除法、边收缩法、Douglas-Peucker(道格拉斯普克)法等等，其中每种方法的计算特点、适用范围都不太相同。顶点删除法是通过计算顶点与相邻两边的夹角、相邻两边的长度、顶点的相关度等参数，然后判断是否删除该顶点，该方法原理较易理解，适用于较为平缓的曲线数据压缩，但每次进行删除点后都需重新计算相应参数并对其进行排序，计算效率不高，且该方法并没有对多边形整体进行考虑，无法剔除错误内环等误差信息；边收缩法又称边塌陷算法，其方法的主要思路是一次操作将一条边收缩为一个顶点，通过往复操作，直到多边形顶点数目减少到指定数量，该方法的优点在于可以较好的保持原始多边形形状，由于其多边形顶点数目已人为指定，所以不会出现例如顶点数小于3的错误多边形情况，但对于面积过小的内环，该方法无法剔除。与顶点删除法类似，该方法同样计算效率不高，且若边收缩过多，有可能会导致多边形形状信息丢失；Douglas-Peucker法是垂距法的改良版本，通过计算顶点到两点连线的垂距，每次删除垂距大于阈值的顶点，该方法由于采用迭代思想，所以具有较高的计算效率以及广泛的应用范围，但是其对于垂距的计算较为复杂，并且阈值如何确定也是较难解决的问题。该方法同样没有从多边形整体角度来考虑问题，对于错误内环等情况较难解决。建筑物简化过程现阶段应用较为广泛，比较常用的ArcGIS系列软件中也可实现相应操作，其所用算法较为复杂，主要内容包括将所有接近90度的建筑物边界角定为90度，以保证建筑物边界整齐；依据设定条件减少顶点数目，以简化多边形边界，保证简化后结果与原始区域大致相同；对于简化后多边形面积小于给定最小阈值的情况，则删除该多边形；若所给定简化误差允许范围较大，则直接用与原始图形重心相同的矩形来进行代替等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种方法，该方法能够有效简化建筑物矢量边界。为了实现上述目的，本专利技术提供一种建筑物矢量边界简化方法，该方法包括：从建筑物的矢量图中获取建筑物矢量多边形；确定所述矢量多边形的边角点；根据所述矢量多边形的周长或所述边角点之间的距离确定距离筛选阈值；以及遍历所述矢量多边形的全部边界点，将所遍历到的边界点和与该边界点相邻的边界点之间的距离与所述距离筛选阈值相比较，当所述距离小于所述距离筛选阈值且该相邻的边界点不是所述边角点时，删除该相邻的边界点。进一步地，该方法还包括：再次遍历所述矢量多边形的全部边界点；以及将所遍历到的边界点和与该边界点相邻的两个边界点组成的夹角与预设的角度阈值相比较，当所述夹角小于所述角度阈值时，删除该遍历到的边界点，该删除的边界点不是所述边角点。进一步地，所述确定所述边角点的步骤包括：获取所述矢量多边形的全部边界点的坐标；定义所述矢量多边形初始的四个边角点的坐标变量；遍历所述矢量多边形的全部边界点，将每个边界点的坐标变量与所定义的每个边角点的坐标变量相比较，当边界点的坐标变量符合替换条件时，将该边界点的坐标变量定义为新的边角点的坐标变量。进一步地，在比较边界点和边角点的坐标变量时，分别将两个点的横坐标和纵坐标做差，当横坐标差值和纵坐标差值中的一者小于预定差值阈值而另一者大于所述预定差值阈值时符合所述替换条件。进一步地，该方法包括通过以下步骤确定所述矢量多边形的周长：计算所述矢量多边形的全部边界点中所有相邻的边界点之间的距离；以及对所计算的距离求和得到所述矢量多边形的周长。进一步地，所述根据所述矢量多边形的周长确定距离筛选阈值的步骤包括：确定所述距离筛选阈值为所述周长的1/n，其中n为正整数。进一步地，所述根据所述边角点之间的距离确定距离筛选阈值的步骤包括：确定所述距离筛选阈值为所述边角点之间的距离中最短距离的1/m，其中m为正整数。进一步地，该方法包括：从所述建筑物的矢量图中获取多个建筑物矢量多边形，以及针对每个矢量多边形确定所述边角点和所述距离筛选阈值。进一步地，该方法包括：如果删除边界点后所述矢量多边形的边界点数少于3则删除该矢量多边形。进一步地，所述四个边角点包括：左上角、左下角、右上角、右下角。通过上述技术方案，利用距离筛选阈值与角度阈值对不符合条件的边界点进行剔除，可以很好的应用于建筑物矢量边界简化过程，所涉及到的计算过程简单，且每一步剔除步骤灵活，用户可以根据实际简化结果确定是否进行下一步简化。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术实施方式提供的一种建筑物矢量边界简化方法流程图；图2是本专利技术优选实施方式提供的建筑物矢量边界简化方法流程图；图3是建筑物矢量边角点选择流程图；图4(a)是规则建筑物的边角点选择结果示意图；图4(b)是不规则建筑物的边角点选择结果示意图；图5是建筑物矢量依据距离阈值剔除边界点流程图图6(a)是规则建筑物依据距离阈值剔除边界点结果示意图；图6(b)是不规则建筑物依据距离阈值剔除边界点结果示意图；图7是建筑物矢量依据角度阈值剔除边界点流程图；图8(a)是规则建筑物依据角度阈值剔除边界点结果示意图；图8(b)是不规则建筑物依据角度阈值剔除边界点结果示意图；以及图9是建筑物矢量边界简化结果对比示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。图1是本专利技术实施方式提供的一种建筑物矢量边界简化方法流程图。如图1所示，本专利技术实施方式提供的建筑物矢量边界简化方法可以包括：步骤S101：从建筑物的矢量图中获取建筑物矢量多边形；步骤S102：确定所述矢量多边形的边角点；步骤S103：根据所述矢量多边形的周长或所述边角点之间的距离确定距离筛选阈值；以及步骤S104：遍历所述矢量多边形的全部边界点，将所遍历到的边界点和与该边界点相邻的边界点之间的距离与所述距离筛选阈值相比较，当所述距离小于所述距离筛选阈值且该相邻的边界点不是所述边角点时，删除该相邻的边界点。通过上述技术方案，首先通过遍历确定该建筑物多边形边角点的位置，目的是确定该建筑物的矩形形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑物矢量边界简化方法，其特征在于，该方法包括：从建筑物的矢量图中获取建筑物矢量多边形；确定所述矢量多边形的边角点；根据所述矢量多边形的周长或所述边角点之间的距离确定距离筛选阈值；以及遍历所述矢量多边形的全部边界点，将所遍历到的边界点和与该边界点相邻的边界点之间的距离与所述距离筛选阈值相比较，当所述距离小于所述距离筛选阈值且该相邻的边界点不是所述边角点时，删除该相邻的边界点。

【技术特征摘要】
1.一种建筑物矢量边界简化方法，其特征在于，该方法包括：从建筑物的矢量图中获取建筑物矢量多边形；确定所述矢量多边形的边角点；根据所述矢量多边形的周长或所述边角点之间的距离确定距离筛选阈值；以及遍历所述矢量多边形的全部边界点，将所遍历到的边界点和与该边界点相邻的边界点之间的距离与所述距离筛选阈值相比较，当所述距离小于所述距离筛选阈值且该相邻的边界点不是所述边角点时，删除该相邻的边界点；其中，所述确定所述边角点的步骤包括：获取所述矢量多边形的全部边界点的坐标；定义所述矢量多边形初始的四个边角点的坐标变量；遍历所述矢量多边形的全部边界点，将每个边界点的坐标变量与所定义的每个边角点的坐标变量相比较，当边界点的坐标变量符合替换条件时，将该边界点的坐标变量定义为新的边角点的坐标变量；其中，在比较边界点和边角点的坐标变量时，分别将两个点的横坐标和纵坐标做差，当横坐标差值和纵坐标差值中的一者小于预定差值阈值而另一者大于所述预定差值阈值时符合所述替换条件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：再次遍历所述矢量多边形的全部边界点；以及将所遍历到的边界点和与该边界点相邻的两个边界点组成的夹角与预...

【专利技术属性】
技术研发人员：李苓苓，沈占峰，范一大，汤童，温奇，王薇，王平，董文，张薇，林月冠，崔燕，黄河，程希萌，
申请(专利权)人：民政部国家减灾中心，中国科学院遥感与数字地球研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11