[发明专利]用于GIS矢量建筑物多边形的多尺度表达信息生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络电子地图技术领域，尤其是涉及一种GIS矢量建筑物多边形的多尺度表达信息生成方法。

背景技术

地理信息系统(GIS，Geographic Information System)是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域。GIS数据以数字数据的形式表现了现实世界客观对象(公路、土地利用、海拔)。现实世界客观对象可被划分为二个抽象概念：离散对象(如房屋)和连续的对象领域(如降雨量或海拔)。这二种抽象体在GIS系统中存储数据主要的二种方法为：栅格(网格)和矢量。矢量数据利用了几何图形例如点、线(一系列点坐标)，或是面(形状决定于线)来表现客观对象。例如，在住房细分中以多边形来代表物产边界。GIS矢量建筑物多边形是地图服务的重要数据来源。

随着网络技术的发展，地图服务需要满足不同层次用户个性化需求，在地图内容上提供任意尺度的表达，这需要连续地图综合技术的支持。目前，连续地图综合的技术实现有两类不同的方法。一是基于传统地图综合算法实时调整综合参数以获得连续综合的效果，如Cecconi等(2002)从自适应可视化的角度探讨了适于网络表达的综合算法、Sester等(2004)研究了适于移动设备的在线综合方法、杨必胜和李清泉(2005)提出的基于点删除方法的适于网络传输的多尺度表达模型、艾波和艾廷华(2005)提出的基于流媒体思想和BLG树结构的矢量曲线渐进综合与传输方法、艾廷华等(2009)提出的基于细节剖分的多尺度LOD表达模型等。该类方法的算法参数难以与尺度相适应，不同尺度表达之间的一致性较差。二是基于图像融合中的morphing思想，在两端尺度控制下实现任意中间尺度的内插，如Martin等(2008)基于优化技术实现了线状要素的morphing变换、彭东亮和邓敏(2012)基于BLG和层次弯曲结构实现了线状河流及道路要素的morphing变换、宋伟杰等研究了基于同构平面三角网格的多边形保凸morphing变形方法、何磊等(2007)提出了一种基于类正切空间的多边形渐变方法。

然而，现有方法往往没有顾及要素隐含地理特征所表现出的几何特性。就建筑物而言，建筑物多边形具有类直角化边界特征，而目前的方法大多生成具有光滑边界的中间插值图形，不符合居民地要素空间表达和认知的基本规律。因而，对建筑物多边形进行连续地图综合，应面向建筑物的地理特征，但目前本领域尚未有相关技术方案出现。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种能保持建筑物多边形边界类直角化的地理特征的连续综合和多尺度表达方法。

本发明的技术方案是一种用于GIS矢量建筑物多边形的多尺度表达信息生成方法，包括以下步骤：

步骤1，输入不同尺度下的同名矢量建筑物多边形，所述同名矢量建筑物多边形包括起始建筑物多边形和目标建筑物多边形，相应图形分别简称起始图形和目标图形；然后对起始图形和目标图形分别转为转向角函数表达形式，包括以下子步骤，

步骤1.1，确定图形起始点；

步骤1.2，计算自起始点以逆时针方向沿图形周边到每个顶点P_i的距离e，i＝1,2,…S，S为图形顶点总数，设图形相邻顶点P_i-1P_i间的边长为则e表示为定义域为[0,图形周长]，P_i标识第i个顶点，P_j标识第j个顶点；

步骤1.3，计算转向角，包括以各顶点沿图形边界的转向角的叠加值θ为转向角函数因变量，逆时针转向为正，顺时针转向为负，起始点的转向角为其所在边长的方位角，方位角的起算点为正东方向，逆时针方向为正；

步骤1.4，统一定义域，包括以图形周长作归一化，将转向角函数定义域统一为[0,1]，转向角函数的表达形式如下，