一种基于矢量数据的四邻域图形优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于矢量数据的四邻域图形优化方法及系统，方法包括：读取图形要素并收集所有节点坐标；在节点数量大于3时，按照四邻域方式，计算每四个连续相邻节点中第二和第三个节点之间的距离

【技术实现步骤摘要】
一种基于矢量数据的四邻域图形优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及测绘数据处理
，尤其涉及一种基于矢量数据的四邻域图形优化方法以及一种基于矢量数据的四邻域图形优化系统
。

技术介绍

[0002]矢量地理信息数据通常是以点线面来表示地理空间中的地物，并通过一定的空间参考坐标信息表达位置分布特点，具有数据量小
、
精度高
、
便于空间运算和拓扑分析等特点
。
点线面数据结构表示在二维平面坐标系中见图1，其中，点状要素可以表示定位点
、
电线塔
、
烟囱
、
水塔等地物，每个点状要素具有唯一的坐标
(X
，
Y)
；线状要素可以表示公路
、
铁路
、
河流
、
管线等地物，每个线状要素由坐标序列
(X1
，
Y1)、(X2
，
Y2)
…
(Xn
，
Yn)
组成；面状要素可以表示房屋
、
湖泊
、
植被
、
冰川等，每个面状要素至少包含一个外环或多个内环，每个环均是由闭合线组成
。
[0003]在测绘地理信息相关项目的生产过程中，节点冗余是矢量数据普遍存在的一种错误现象，会造成数据量大
、
数据结构复杂
、
数据生产处理效率低等问题，一般不允许出现节点冗余的情况
。
已有的节点冗余计算机自动处理算法非常常熟，其中道格拉斯
‑
普克算法最为经典，其基本思想是：连接曲线的首尾点为一条虚直线，设定距离阈值；计算曲线其余点至此直线的垂直距离；若小于阈值，用此直线代替原曲线；若大于阈值，则将词典将线段分为两段，依次类推，最终保留下来的折线即为原曲线的压缩结果，之后很多学者的研究都是基于道格拉斯
‑
普克算法进行了算法改进，如垂距限值法
、
角度限值法
。
间隔取点法是首先保留折线的首尾点，间隔
n
个点，再保留折线上的其他点位，达到数据压缩的目的
。
[0004]上述算法能够很好的对线状矢量数据进行压缩优化，效率也较高，但对于面状矢量数据效果很不理想，尤其当线面共线时，使用上述算法会造成面重叠
、
面缝隙错误
、
几何形状失真等错误，同时破坏了数据之间拓扑关系，增加了额外人工修改工作量，降低了数据产品精度和成果质量
。
当冗余点的数据较多时，人工修改又会严重影响项目的生产进度
。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种基于矢量数据的四邻域图形优化方法及系统，通过基于空间距离和角度双重因子的四邻域数据优化方法，按照四邻域计算的方式判断冗余点并进行移除，得到优化的矢量几何图形，不丢失几何外观特征点位，同时保障了处理后数据间拓扑关系一致性，满足了处理前后数据的可用性，实现了图形的优化处理，极大提高了生产效率，节约了生产成本
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于矢量数据的四邻域图形优化方法，包括：
[0007]读取矢量数据的图形要素，并收集所述图形要素中所有节点的坐标；
[0008]在所述图形要素的节点数量大于3时，按照四邻域方式，计算每四个连续相邻节点中第二个节点和第三个节点之间的距离
、
以及连续相邻的前三个节点相连线的夹角角度与连续相邻的后三个节点相连线的夹角角度；
[0009]当所述第二个节点与所述第三个节点之间的距离小于预设阈值时，若连续相邻的前三个节点相连线的夹角角度大于连续相邻的后三个节点连线的夹角角度，则移除当前四个连续相邻节点中的第二个节点，否则移除当前四个连续相邻节点中的第三个节点，将剩余三个节点依次相连以得到更新后的当前图形要素；
[0010]当所述第二个节点与所述第三个节点之间的距离大于或等于预设阈值时，则对下一组四个连续相邻节点进行四邻域计算；
[0011]直至当前图形要素中的所有节点均经过四邻域计算，完成当前图形要素的图形优化
。
[0012]在上述技术方案中，优选地，在所述图形要素的节点数量小于或等于3时，不对当前图形要素进行四邻域计算及优化处理
。
[0013]在上述技术方案中，优选地，所述矢量数据包括线状图层和面状图层，所述线状图层包括线状图形要素，所述面状图层包括面状图形要素，所述面状图形要素至少包含一个外环或多个内环，所述外环和所述内环均由闭合线组成
。
[0014]在上述技术方案中，优选地，针对所述矢量数据中的所述线状图层，依次对所述线状图层中的每个线状图形要素进行四邻域计算及图形优化，针对所述矢量数据中的所述面状图层，依次对所述面状图层中每个面状图形要素的外环和内环分别进行四邻域计算及图形优化
。
[0015]在上述技术方案中，优选地，针对相邻的不同图层重叠所形成的共同图形要素，对所述共同图形要素进行四邻域计算及图形优化
。
[0016]本专利技术还提出一种基于矢量数据的四邻域图形优化系统，应用如上述技术方案中任一项公开的基于矢量数据的四邻域图形优化方法，包括：
[0017]图形节点读取模块，用于读取矢量数据的图形要素，并收集所述图形要素中所有节点的坐标；
[0018]四邻节点计算模块，用于在所述图形要素的节点数量大于3时，按照四邻域方式，计算每四个连续相邻节点中第二个节点和第三个节点之间的距离
、
以及连续相邻的前三个节点相连线的夹角角度与连续相邻的后三个节点相连线的夹角角度；
[0019]节点移除更新模块，用于当所述第二个节点与所述第三个节点之间的距离小于预设阈值时，若连续相邻的前三个节点相连线的夹角角度大于连续相邻的后三个节点连线的夹角角度，则移除当前四个连续相邻节点中的第二个节点，否则移除当前四个连续相邻节点中的第三个节点，将剩余三个节点依次相连以得到更新后的当前图形要素；
[0020]所述四邻节点计算模块还用于，当所述第二个节点与所述第三个节点之间的距离大于或等于预设阈值时，则对下一组四个连续相邻节点进行四邻域计算，直至当前图形要素中的所有节点均经过四邻域计算，完成当前图形要素的图形优化
。
[0021]在上述技术方案中，优选地，在所述图形要素的节点数量小于或等于3时，所述四邻节点计算模块和所述节点移除更新模块不对当前图形要素进行四邻域计算及优化处理
。
[0022]在上述技术方案中，优选地，所述矢量数据包括线状图层和面状图层，所述线状图层包括线状图形要素，所述面状图层包括面状图形要素，所述面状图形要素至少包含一个外环或多个内环，所述外环和所述内环均由闭合线组成
。
[0023]在上述技术方案中，优选地，针本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于矢量数据的四邻域图形优化方法，其特征在于，包括：读取矢量数据的图形要素，并收集所述图形要素中所有节点的坐标；在所述图形要素的节点数量大于3时，按照四邻域方式，计算每四个连续相邻节点中第二个节点和第三个节点之间的距离
、
以及连续相邻的前三个节点相连线的夹角角度与连续相邻的后三个节点相连线的夹角角度；当所述第二个节点与所述第三个节点之间的距离小于预设阈值时，若连续相邻的前三个节点相连线的夹角角度大于连续相邻的后三个节点连线的夹角角度，则移除当前四个连续相邻节点中的第二个节点，否则移除当前四个连续相邻节点中的第三个节点，将剩余三个节点依次相连以得到更新后的当前图形要素；当所述第二个节点与所述第三个节点之间的距离大于或等于预设阈值时，则对下一组四个连续相邻节点进行四邻域计算；直至当前图形要素中的所有节点均经过四邻域计算，完成当前图形要素的图形优化
。2.
根据权利要求1所述的基于矢量数据的四邻域图形优化方法，其特征在于，在所述图形要素的节点数量小于或等于3时，不对当前图形要素进行四邻域计算及优化处理
。3.
根据权利要求1所述的基于矢量数据的四邻域图形优化方法，其特征在于，所述矢量数据包括线状图层和面状图层，所述线状图层包括线状图形要素，所述面状图层包括面状图形要素，所述面状图形要素至少包含一个外环或多个内环，所述外环和所述内环均由闭合线组成
。4.
根据权利要求3所述的基于矢量数据的四邻域图形优化方法，其特征在于，针对所述矢量数据中的所述线状图层，依次对所述线状图层中的每个线状图形要素进行四邻域计算及图形优化，针对所述矢量数据中的所述面状图层，依次对所述面状图层中每个面状图形要素的外环和内环分别进行四邻域计算及图形优化
。5.
根据权利要求4所述的基于矢量数据的四邻域图形优化方法，其特征在于，针对相邻的不同图层重叠所形成的共同图形要素，对所述共同图形要素进行四邻域计算及图形优化
。6.
一种基于矢量数据的四邻域图形优化系统，其特征在于，应用如权利要求1至5中任一项所述的基于矢量数据的四邻域图形优化方法，包括：图形节点读取模块，用于读取矢量数据的图...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，王海恒，谢飞，雷宝佳，王璐，李超，周婷婷，黄波，范辰乾，王腾龙，
申请(专利权)人：自然资源部第一地理信息制图院陕西省第六测绘地理信息工程院，
类型：发明
国别省市：