数字地图线状要素化简的组合优化方法技术

本发明专利技术涉及数字地图线状要素化简的组合优化方法，可有效解决在线状要素化简过程中保持数据精度的同时，满足ＧＩＳ显示和地图制图输出的效果问题，方法是，定性和定量的对曲线的冗余程度进行估计，用点位几何信息度量的数学模型计算出数字曲线上每个点的几何信息量的大小，然后将较大的点确定为曲线的特征点，曲线上的首末端点和特征点为临界点，将曲线划分为若干单调段，用改进的Ｌｉ－Ｏｐｅｎｓｈａｗ方法对每个单调段实施多次化简然后，用Ｄｏｕｌａｓ－Ｐｅｕｃｋｅｒ方法对划分好的每个单调段分段实施化简；用曲线化简结果的评价模型评价化简的曲线，输出简化后的线状要素数据。本发明专利技术普适性较强，效果较好，提高了数字地图和纸质地图的生产效率和产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地图制图，特别是数字地图和GIS(地理信息系统，下同)制图中使用 的一种。二
技术介绍
数字条件下的自动制图综合是数字地图生产自动化、智能化和GIS多尺度表达和 应用中非常关键的技术，同时也是一个国际性的难题，到目前为止，仍然有许多技术难题没 有完全解决。线状要素(比如道路交通、等高线、境界、河流水系和植被边线等)在地图中 所占比例最大(所有面状要素也由线状要素构成)，大约占地图要素的70% _80%，因此线 状要素的化简是自动制图综合中最基本也是最重要的研究内容。自从开始研究自动制图综 合以来，对线状要素化简处理的方法研究一直就没有停止过，研究成果较多，投入到实际应 用中的方法也最多。比较有代表性的主要有Doulas-Peucker方法、垂距方法、角度方法、 Lang方法和Li-0penshaw方法，综合来说，目前已有方法从制图综合的目的来看主要分为 两类一是以数据删减为手段，以数据压縮和保留特征点为目的，强调数据精度的方法，比 如Doulas-Peucker方法；二是以数据光滑为手段，以GIS显示和制图输出为目的，强调图形 显示和输出效果的方法，比如各种光滑和插值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字地图线状要素化简的组合优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：　　　　（１）定性和定量确定被综合线状要素的要素类型，源数据比例尺与目标数据的比例尺，线串上点的冗余程度Ｒ，以线串的总点数Ｎ与总长度Ｓ之间的比值来度量，即　　　　Ｒ＝Ｎ／Ｓ　　　　设比例尺数字地图的平面位置精度为ＤＤ　　ｍｍ，对于两点之间的距离，若小于０．１ｍｍ，即Ｒ≥２／０．１时，曲线非常冗余，若２／ＤＤ≤Ｒ＜２／０．１曲线较为冗余，若Ｒ＜２／ＤＤ，则说明正常；　　　　（２）利用步骤（１）中的方法对曲线化简结果的评价模型来评价利用上述步骤化简的曲线，将该评价模型设计为：　　　　设数字曲线串化简结果的总评价因子为Ｗ，则　　...

【技术特征摘要】
一种数字地图线状要素化简的组合优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)定性和定量确定被综合线状要素的要素类型，源数据比例尺与目标数据的比例尺，线串上点的冗余程度R，以线串的总点数N与总长度S之间的比值来度量，即 <mrow><mi>R</mi><mo>=</mo><mfrac> <mi>N</mi> <mi>S</mi></mfrac> </mrow>设比例尺数字地图的平面位置精度为DD mm，对于两点之间的距离，若小于0.1mm，即R≥2/0.1时，曲线非常冗余，若2/DD≤R＜2/0.1曲线较为冗余，若R＜2/DD，则说明正常；(2)利用步骤(1)中的方法对曲线的冗余程度进行估计，若非常冗余，利用Doulas-Peucker方法对其进行化简，抽稀，Doulas-Peucker方法的阈值设置不大于0.1mm；(3)根据被化简要素，利用点位几何信息度量的数学模型计算出数字曲线上每个点的几何信息量的大小，然后将几何信息量较大的点确定为曲线的特征点，将数字曲线点位几何信息度量的数学模型设计为设数字曲线上Pi的点位信息量为S(Pi)，则S(Pi)＝εdSd(Pi)+εeSe(Pi)+εcSc(Pi)+εuSu(Pi)Sd(Pi)用来度量点Pi在其临近点集中空间位置的重要性、Se(Pi)用来度量点Pi在其临近点集中对应局部曲线的平缓度的度量、Sc(Pi)用来度量点Pi在其临近点集中对应局部曲线的法向偏差程度的度量、Sc(Pi)用来度量点Pi在其临近点集中对应局部曲线的法向变化非均匀性的度量，εd，εe，εc，εu为权系数，然后计算出曲线上每个点的几何信息量的值，设定阈值，识别出对数字曲线几何精度起决定性作用的特征点；(4)以曲线上的首末端点和特征点为临界点，将整条曲线划分为若干单调段，方法是根据步骤(3)，从曲线上的集点Pi(i＝1，...，n)中识别出m个特征点TPj0≤m≤n-2，j＝1，...，m，不包括线串的首末结点，将整条曲线串划分为m+1个单调段，[P1，TP1]之间的点序列构成第一条单调段L1，同理，[TPm，Pn]之间的点序列构成第m+1条单调段Lm+1；(5)先利用改进的Li-Openshaw方法对每个单调段实施多次化简，Li-Openshaw方法改进的基本过程是根据步骤(3)和(4)识别出的曲线特征点和单调段，保留有可能被原Li-Openshaw方法抹掉的特征点；通过逐点渐进式的求交线串与圆的交点，自动避免出现多个交点时的歧义性，提高运算效率，然后利用Doulas-Peucker方法对前面已经划分好的每个单调段分段实施化简；(6)利用曲线化简结果的评价模型来评价利用上述步骤化简的曲线，将该评价模型设计为设数字曲线串化简结果的总评价因子为W，则 <mrow><mi>W</mi><mo>=</mo><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mn>4</mn></munderover><msub> <mi>k</mi> <mi>i</mi></msub><msub> <mi>I</mi> <mi>i</mi></msub><mo>,</mo><mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1,2,3,4</mn> <mo>,</mo> <munderover><mi>...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙群，刘海砚，安晓亚，肖强，赵国成，徐青，李少梅，肖计划，阚映红，季晓林，车森，周昭，刘新贵，朱蕊，王海涛，徐立，陈换新，刘晨帆，孙广宇，
申请(专利权)人：中国人民解放军信息工程大学，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]