[发明专利]基于空间实体视图模型的矢量数据自适应化简方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于空间实体视图模型的矢量数据的自适应化简方法，属于空间信息技术、计算机图形学、虚拟现实技术和计算机操作系统等领域。

背景技术

随着空间信息技术的快速发展，获取的高分辨率、高精度的空间数据呈爆炸式增长，但随之产生了一系列的问题需要解决，特别突出的是高精细地图的海量矢量数据的实时快速传输和显示的问题，解决此问题的关键方法之一是把矢量数据经化简后再进行传输和显示。目前矢量数据的化简方法最具有代表性的是道格拉斯—普克法(Douglas-Peucker)，基本思路是：对每一条曲线的首末点虚连一条直线，求所有点与直线的距离，并找出最大距离值dmax，用dmax与限差D相比：若dmax＜D，这条曲线上的中间点部舍去；若dmax≥D，保留dmax对应的坐标点，并以该点为界，把曲线分为两部分，对这两部分重复使用该方法。该方法的缺点：1、距离阈值D的选取，通常根据人工对矢量数据复杂性的判断，凭经验来选取，因此人工经验的距离阈值大小决定了矢量数据化简后所保留点的数目。2、该方法最大的缺陷是没有考虑矢量数据之间的空间关系，不能保证所有经化简后的矢量数据之间的空间关系的正确显示。3、不能根据矢量数据在客户端显示的放大比例进行无损显示化简(化简前和化简后显示的效果是一样的)，即不能做到自适应化简。4、计算量大，效率比较低，难以满足大规模矢量数据的实时化简。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的技术问题，提供一种大规模矢量数据高效、自适应、实时化简的方法，该方法不但能保证每个任意复杂的矢量数据(如自交、带岛、带洞等)本身化简后的空间关系的正确显示，而且能保证所有经化简后的矢量数据之间的空间关系的正确显示。

本发明基于如下原理：从视图的角度，在视图窗口大小确定的情况下，无论多么精细、多么海量的空间数据，所需要的最大数据量是恒定的，就是用于填充完视图窗口的全部像素所需的空间数据。当地图放大时，矢量数据显示到屏幕上填充的像素个数比较多(矢量数据显示的图形比较大)，需要更多的坐标点来表现矢量数据的细节部分，但视图窗口范围内显示的矢量数据个数减少；当地图缩小时，视图窗口范围内显示的矢量数据增多，但每个矢量数据显示到屏幕上填充的像素个数减少(矢量数据显示的图形比较小)，会有更多的表现矢量数据细节部分的数据(坐标点)会绘制在相同的像素上，这时只要取绘制在此像素上的一个坐标点就可以保证矢量数据的无损显示了，其它的坐标点都可以去掉，用这种方法对矢量数据进行化简，不但能保证矢量数据显示无损，做到自适应化简，而且能保证矢量数据之间空间关系显示的正确性，因为在显示效果上，化简前和化简后显示的效果是一样的。

按化简的目的不同，可分为客户端和服务器端化简：1、在客户端对矢量数据进行化简，可以提高显示效率。2、在服务器端对矢量数据进行化简，然后传输到客户端，则可以提高传输效率，减少客户端的等待时间。无论是在客户端，还是在服务器端，化简的方法是相同的。

基于空间实体视图模型(简称“模型”)来对矢量数据进行自适应化简，按化简的目的不同，流程分别如下：

1、服务器端对矢量数据进行自适应化简的流程为：(1)客户端将其视图窗口的外包矩形、查询空间实体的矩形范围和视图模式等参数传给服务器端并请求所需空间数据。(2)服务器端根据客户端的请求查询出所需矢量数据，然后通过所述“模型”对矢量数据进行自适应化简步骤。(3)将化简后的矢量数据传输至客户端。

2、客户端对矢量数据进行自适应化简的流程为：(1)根据查询空间实体的矩形范围查询出所需空间数据，然后通过所述“模型”对矢量数据进行自适应化简步骤。(2)客户端将化简后的矢量数据直接显示或进行进一步的处理，例如进一步选取等等。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

对于每个矢量数据的具体的自适应化简步骤包括：

1、初始化“模型”。

2、按顺序取出矢量数据的一个原始坐标点。

3、通过“模型”的坐标转换模块，将此矢量数据的原始坐标系下的原始坐标点变换为“模型”的视图窗口坐标系下的坐标点。

4、通过“模型”的像素操作模块，读取并判断所述“模型”的视图窗口坐标系下坐标点的像素值(即栅格数据)：

(1)如果像素值等于0，则此原始坐标点选定，且不化简掉，并将所述视图窗口坐标系下的坐标点的像素的值赋值为1。

(2)如果像素值等于1，则判断此原始坐标点是否为矢量数据的最后一个原始坐标点：