[发明专利]一种基于游程表达和运算的地图成图方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于游程表达和运算的地图成图方法，属于计算机制图相关的矢量地图表达技术领域。

背景技术

随着GIS应用技术的日益普及，数字地图的应用越来越广泛，相应的计算机制图方法改变了传统的人工制图方法，在数据库支撑下可以满足各种地图需求。矢量面状地图通过记录边界点坐标和边界构成来表示面状地物，可以看做是记录地物轮廓。在制图阶段这种矢量数据必须经符号化后转化为栅格数据并输出。

现有地图成图方法的数据层一般由空间数据库和地图符号库两部分组成，空间数据库作为整个制图方案的数据支撑提供所有制图要素的空间信息和属性信息，支持地图编辑对数据库的访问和存取，并依据地理要素的特点从空间数据库中抽取数据分层组织形成矢量图层集合。地图输出是空间对象符号化的过程，各图层制图要素的符号化依赖于地图符号库，丰富的符号库以可视化的形式表征了制图要素的时空分布、组合和联系，提出的制图方案中，地图符号库作为制图系统的可视化支撑，既提高了地图表现能力，又增强了地图符号的统一编辑能力。目前地图制图时库内存放的符号以全栅格形式插入地图文档，占据较大存储空间且处理速度慢。

地图的输出作为用户与数据交互的中介，将抽象的空间地理数据转化为可视化地图图形，直接使用栅格编码存储地物占用了大量的存储空间，如何应对直接栅格造成的响应速度和处理效率降低，成为地图制图的急需解决的问题。

虽然GIS中地图的输出形式多种多样，如屏幕显示输出、打印机或绘图机纸张输出等，但地图输出的原理是一致的，只是最后保存的格式存在差别，都将符号化后的地图直接以栅格结构存储，栅格结构保存的颜色属性作为地图渲染的信息，因此渲染信息的保存是地图输出的关键。

现有的GIS系统的制图模式为非“可见即可得”，所有制图要素的编辑在编辑状态下完成，制图状态下用不同形状的符号、线型、颜色、图案等表现全部制图要素隐含的特征，其中编辑状态下，地图以矢量形式表达空间信息，而制图状态下所有制图要素表示为栅格数据，这造成存储空间大幅扩大，因此制图要素的压缩表达及相应操作算子成为整个矢量地图的表达的关键。现有的地图制图的研究侧重于地图符号库的设计，这只在一定程度上减少了地图符号设计的工作量，并未延伸到本质的地图表达，地图符号仍以点阵形式存储插入地图文档中。探索一种数据冗余度低且压缩率高的面状地图表达方法是解决该问题的可行方案。

对于GIS中的面状要素，一种简单而有效的压缩方法是游程编码，游程编码是一种重要的栅格数据压缩方法，它广泛应用于GIS空间数据的压缩存储之中，它可达到较高的压缩效率，且数据结构简单，易于操作。常规的游程编码方法以一个二维数组表示游程，每个游程单元以一对数值表达，第一个值表示游程的属性，第二个值表示游程的长度，一行上每个游程的长度相加就等于该栅格场的列数。这种数据结构能够有效的压缩栅格，但是在进行其他操作时相当不方便，游程编码下的定位、插入、删除、合并需要遍历之前的游程单元，使得游程操作的效率很低，同时，游程长度以整数表达，会导致游程表达的精度不高。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服现有技术的上述不足，提供一种基于游程表达和运算的地图成图方法。

为了解决以上技术问题，一种基于游程表达和运算的地图成图方法，其数据支撑层包括空间数据库、地图符号库，具体成图步骤为：

第一步、从空间数据库中抽取数据，分层组织形成矢量图层集合；

第二步、将地图符号库中的地图符号对应的插入矢量图层中，完成矢量图层中各要素的符号化；

第三步、通过线扫描法将符号化后各图层中的地图符号转化为由游程单元构成的游程集合，图层中的地图符号与游程集合一一对应；

第四步、按各图层之间的叠合顺序对处于同一地图栅格行上的游程单元进行叠合操作，所述叠合操作中位于上层图层的游程单元覆盖下层图层的游程单元后，由上层图层游程单元和下层图层游程单元的未覆盖部分形成叠合后游程集合，最终获得一副由叠合后游程集合表示的地图；

第五步、对叠合后游程集合解码完成地图输出。