【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，属于地理信息。
技术介绍
1、矢量和栅格是地理信息系统(geographic information system,gis)中两种最基本的空间数据表达形式，两类数据经常需要互相转换。随着计算机显示技术的发展，矢量数据栅格化，尤其是矢量多边形数据的栅格化，逐渐成为gis领域的重要研究问题之一。随着传感器技术的发展，人类可获取地理空间数据规模飞速增长，加之数据复杂度的增加使得传统gis的数据组织和处理模式渐不能满足需求。“全球离散格网系统”(discrete globalgrid system，dggs)是新兴的一类地球参考框架，它将地球空间递归离散化为不同分辨率的规则单元集合，格网单元与地表区域一一对应，并赋予唯一标识，具有全球覆盖、多尺度、计算高效等优异特性，为地理空间数据的组织、处理和分析创造了优异条件。
2、矢量数据在格网系统中被离散为一系列格网单元集合，其本质与矢量栅格化算法类似。获取覆盖矢量多边形区域的格网单元也是dggs进行区域分析的前提和基础，因此具有重要研究意义和应用价值。由于传统矢量栅格化算法一般针对平面规则排列的矩形像素，而dggs研究对象为地球表面，且根据单元形状，有三角形、四边形和六边形dggs三类，因此需要研究适用于dggs的矢量多边形栅格化方法。
3、在三类球面格网系统中，三角形和四边形的层次剖分具备叠合性，易利用dggs的多尺度特性与高效索引运算提高多边形区域的格网化效率。但是，六边形的层次剖分不具备叠合性，即一个大的
4、当前球面六边形格网系统的矢量多边形区域栅格化算法，如开源模型dggrid和h3中，大都采用单分辨率遍历思路，逐一判断格网单元与区域的空间关系，尽管能准确生成目标单元集合，但多边形空间关系判断函数较为耗时，实际应用中随着研究区域扩大和分辨率的提高，格网单元数量会急剧增加，导致算法效率十分低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，以解决目前球面六边形格网系统采用单分辨率遍历思路进行栅格化处理导致的效率低的问题。
2、本专利技术为解决上述技术问题而提供一种球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，该方法包括以下步骤：
3、1)获取待栅格化的矢量多边形区域以及栅格化的目标分辨率层次，根据矢量多边形区域以及栅格化的目标分辨率层次确定一个粗分辨率层次，并基于所述粗分辨率层次对矢量多边形区域进行球面六边形的栅格化处理，得到粗分辨率格网单元作为初始单元；
4、2)利用跨层剖分模式b将内部初始单元直接剖分至目标分辨率层次；所述的跨层剖分模式b指的是父单元间隔多个格网层次生成内部和边上两类子单元，保留所有内部子单元以及保留部分边上子单元；
5、3)利用跨层剖分模式a对边界初始单元进行剖分，得到各中间分辨率层次的内部子单元、各中间分辨率层次外部子单元和距离目标分辨率层次最近的m-2层边界子单元，其中m为目标分辨率层次；所述的跨层剖分模式a指的是父单元间隔多个格网层次生成内部和边上两类子单元，保留所有内部子单元和边上子单元；
6、4)利用跨层剖分模式b将各中间分辨率层次的内部子单元和各中间分辨率层次外部子单元直接剖分至目标分辨率层次；
7、5)利用跨层剖分模式b将距离目标分辨率层次最近的m-2层边界子单元剖分至目标分辨率层次；
8、6)将生成的各目标分辨率层次子单元所在坐标系转换至dggs单元地址或地理坐标，转换后的结果即为矢量多边形栅格化结果。
9、本专利技术采用跨层剖分方式对待栅格化的矢量多边形区域进行栅格化处理，该剖分方式能够将父单元间隔多个格网层次生成子单元，解决了相邻层次剖分方案经多次剖分后子单元相对父单元的位置不确定性问题，从而极大地减少需要与矢量多边形进行空间关系判断的单元数量，避免了逐个单元遍历来判断与矢量多边形的空间关系，大大提高了球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化的效率。
10、进一步地，所述跨层剖分模式b在保留部分边上子单元时，四孔剖分保留中心位于父单元某3条边之一的边上子单元，三孔剖分保留中心位于父单元某2条边之一的边上子单元。
11、本专利技术的跨层剖分模式b对于边上子单元的删除处理方式能够保证同层次所有子单元的生成的唯一性。
12、进一步地，所述步骤3)中边界初始单元剖分时采用递归方式，按照连续间隔偶数层进行剖分，过程如下：
13、a.将层次为n的边界初始单元采用跨层剖分模式a剖分至n+2层，得到n+2层子单元，n+2层子单元中包括有在矢量多边形区域内的n+2层内部子单元、在矢量多边形区域外的n+2层外部子单元以及与矢量多边形区域相交的n+2层边界子单元；
14、b.判断n+4是否满足小于等于m-4或者小于m-2的条件，若满足，将n+2层边界子单元采用跨层剖分模式a剖分至n+4层，得到n+4层内部子单元、n+4层外部子单元和n+4层边界子单元；
15、c.重复步骤b直至n+2k大于m-4，以得到各中间分辨率层次的内部子单元、各中间分辨率层次外部子单元以及m-2层边界子单元。
16、本专利技术利用子单元具有完整性的剖分模式a，连续间隔偶数层剖分边界初始单元，保证了栅格化后单元的完整性；边界初始单元采用层次递归的方式进行剖分，得到各中间分辨率层次的内部子单元、各中间分辨率层次外部子单元以及最后的边界子单元。进一步地，所述步骤4)中在将中间分辨率层次外部子单元直接剖分至目标分辨率层次时，只保留剖分后的边界子单元。
17、由于再将各级外部子单元直接分解至目标分辨率层次，仅边上子单元可能与矢量多边形相关，因此，为了一步提升处理效率，本专利技术仅保留剖分后的边界子单元。
18、进一步地，还包括对步骤4)剖分的得到目标分辨率层次的子单元唯一性进行检查的步骤，若不满足子单元唯一性的检查条件，则将该子单元删除；子单元唯一性的检查条件为：子单元必须同时位于其所有边界父单元生成的目标分辨率层次子单元集合中。
19、本专利技术利用子单元唯一性检查条件对由外部子单元直接剖分至目标分辨率层次的子单元进行唯一性检查，解决了六边形单元层次不叠合导致的子单元重叠难题，保证了矢量多边形栅格化后，每个格网单元仅被生成一次，单元之间没有重叠，且该唯一性检查通过整数坐标运算即可实现。
20、进一步地，还包括对步骤4)中间分辨率层次的外部单元通过唯一性检查后的子单元进行判断，判断各子单元是否与多边形矢量区域存在重叠，若不存在重叠，则直接将该子单元删除，只保留存在重叠的子单元。
21、进一步地，所述步骤5)在采用跨层剖分模式b剖分至目标分辨率层次时，保留所有子单元。
22、进一步地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，所述跨层剖分模式B在保留部分边上子单元时，四孔剖分保留中心位于父单元某3条边之一的边上子单元，三孔剖分保留中心位于父单元某2条边之一的边上子单元。
3.根据权利要求1所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，所述步骤3)中边界初始单元剖分时采用递归方式，按照连续间隔偶数层进行剖分，过程如下：
4.根据权利要求1所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，所述步骤4)中在将中间分辨率层次外部子单元直接剖分至目标分辨率层次时，只保留剖分后的边界子单元。
5.根据权利要求1所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，还包括对步骤4)剖分的得到目标分辨率层次的子单元唯一性进行检查的步骤，若不满足子单元唯一性的检查条件，则将该子单元删除；子单元唯一性的检查条件为：子单元必须同时位于其所有边界父单元生成的目标分辨率层次子单元集合中。p>
6.根据权利要求1所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，还包括对步骤4)对中间分辨率层次外部子单元直接剖分至目标分辨率层次后保留的边界子单元在进行唯一性检查后，对通过唯一性检查的子单元进行判断，判断各子单元是否与多边形矢量区域存在重叠，若不存在重叠，则直接将该子单元删除，只保留存在重叠的子单元。
7.根据权利要求1所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，所述步骤5)在采用跨层剖分模式B剖分至目标分辨率层次时，保留所有子单元。
8.根据权利要求7所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，所述步骤5)还包括对步骤4)剖分的得到目标分辨率层次的子单元唯一性进行检查的步骤，若不满足子单元唯一性的检查条件，则将该子单元删除；子单元唯一性的检查条件为：子单元必须同时位于其所有边界父单元生成的目标分辨率层次子单元集合中。
9.根据权利要求8所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，所述步骤5)还包括对经过唯一性检查的子单元进行判断，判断各子单元是否与多边形矢量区域存在重叠，若不存在重叠，则直接将该子单元删除，只保留存在重叠的子单元。
...【技术特征摘要】
1.一种球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，所述跨层剖分模式b在保留部分边上子单元时，四孔剖分保留中心位于父单元某3条边之一的边上子单元，三孔剖分保留中心位于父单元某2条边之一的边上子单元。
3.根据权利要求1所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，所述步骤3)中边界初始单元剖分时采用递归方式，按照连续间隔偶数层进行剖分，过程如下：
4.根据权利要求1所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，所述步骤4)中在将中间分辨率层次外部子单元直接剖分至目标分辨率层次时，只保留剖分后的边界子单元。
5.根据权利要求1所述的球面六边形格网系统的矢量多边形栅格化方法，其特征在于，还包括对步骤4)剖分的得到目标分辨率层次的子单元唯一性进行检查的步骤，若不满足子单元唯一性的检查条件，则将该子单元删除；子单元唯一性的检查条件为：子单元必须同时位于其所有边界父单元生成的目标分辨率层次子单元集合中。
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：贲进，王蕊，黄心海，周建彬，丁俊杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。