[发明专利]一种规则地理实体空间几何数据的精细组织方法

说明书

技术领域

本发明涉及地理空间中规则地理实体的几何数据组织和管理问题，为地理信息系统（GIS）精细管理智慧城市中规则地理实体的空间几何信息提供了一种数据组织方法，属于地理信息系统（GIS）技术领域。

背景技术

地理实体的空间几何数据的组织实质是用坐标、数学函数等方法数字化描述地理实体的维、位置、尺寸、形状、方向和拓扑关系等信息的技术手段。人类自开始使用计算机收集、存储、处理各种与地理分布有关的图形数据以来，就开始了对空间几何数据组织方法的研究。

空间几何数据的组织是空间数据模型构建的基础，尽管已经经历了几代模型的变革，但不同空间数据模型的几何数据组织方法各不相同，存在的问题也各异。CAD数据模型采用点线面方式组织几何数据，但很难建立空间拓扑关系；矢量数据模型存储了空间拓扑关系数据，但重复存贮实体间公共点和边，数据冗余度大；拓扑数据模型能够较好地解决空间拓扑关系数据存储问题，但难以表达复杂的地理实体；面向对象数据模型能够很好地表达复杂地理实体及其逻辑关系，但忽略了地理实体内部几何数据的组织，难以实现地理现象的精细分析。随着智慧城市建设的兴起，智慧城市要求对其规则地理实体几何结构进行精细表达，从而实现城市地理信息的精细分析，达到智慧化管理的目的。而传统的地理实体几何数据组织方法忽略了对地理实体内部几何信息的表达，不能满足地理信息的精细分析要求。因此，如何深入规则地理实体内部，对其空间几何数据进行精细化组织是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，通过设计规则地理实体空间几何数据精细组织算法的步骤，为实现智慧城市提供一种规则地理实体空间几何数据的精细组织方法。

本发明的思路：在规则地理实体中布设Delaunay三角网，对其几何信息进行精细组织，即对规则地理实体及其部件进行抽象简化，提取特征点，然后在包含特征点的地理实体内部区域布设初始三角网，最后对初始三角网进行优化，生成Delaunay三角网。

具体步骤为：

(1)采集规则地理实体及部件几何信息：

扫描规则地理实体及其内部部件，获取地理实体及部件的结构、形状和位置信息。

(2)抽象简化规则地理实体及其部件：

以空间认知的角度，将规则地理实体的固定部件抽象简化为多边形面或多面体，由集合A表示，记为：

A={A₁,A₂,A₃…A_n}；

非固定部件抽象简化为唯一空间点，并用其几何中心所在空间点代替，由集合B表示，记为：

B={B₁,B₂,B₃…B_n}；

最后将规则地理实体抽象简化为一个规则多面体，记为V；则含固定部件A、非固定部件B和实体本身V的地理实体集合V_实表示为：

V_实={V;(A₁,A₂,A₃…A_n);(B₁,B₂,B₃…B_n)}。

(3)提取特征点：

提取规则地理实体及固定部件的顶点作为特征点，分别记为v_n和a_n，记录特征点点位信息及三维地理坐标信息(X,Y,H)，则实体特征点集V_T及部件特征点集A_T表示为：

V_T={v₁,v₂,v₃…v_n}，

A_1T={a₁,a₂…a_i}，

A_2T={a_i+1,a_i+2…a_j}，

A_3T={a_j+1,a_j+2,a_j+3…}，

……；

则地理实体总体特征点集为：

T={V_T,A_1T,A_2T,A_3T…A_nT}。