[发明专利]一种地形制图中基于T样条曲面的等高线渐进式多尺度化简方法

说明书

本发明公开一种地形制图中基于T样条曲面的等高线渐进式多尺度化简方法，首先，以源等高线为基线L1，根据权重提取L1的特征点并形成终止等高线，也即基线L2；然后，为基线L1和L2赋予不同的尺度高程值，形成三维空间的曲线，并以这两条三维曲线为轮廓线约束构建T样条曲面；最后，用N个具有连续尺度高程值的水平面与T样条曲面求交，获得N条交线，具有N个尺度高程值的交线即为源等高线在N个连续尺度下的化简结果。本发明基于T样条曲面的构建与曲面求交技术，获得介于起止尺度之间的任意尺度的等高线要素信息，结果等高线是具有更连续尺度变化的等高线簇，模拟等高线多尺度化简时的连续形变特征，更符合连续制图综合时的视觉规律。

技术领域

本发明涉及等高线化简技术领域，尤其涉及一种地形制图中基于T样条曲面的等高线渐进式多尺度化简方法。

背景技术

等高线作为一类常用的具有统计分析特征的自然线要素，是地形图中的最基本元素之一，也是数字地形图中占比最大的一类数据类型。利用变尺度的数据动态生成方法获得由精到粗尺度变化的等高线数据，以关键的多尺度数据用于有序的变尺度显示控制，模拟出由近及远时地形形态的渐进变化，可极大增强用户地图动态浏览体验，满足用户对数字地形连续尺度、超分辨率空间信息可视化表达及地形匹配分析的迫切需求。因此，地图的连续尺度渐进表达吸引了越来越多的地图领域学者的关注，成为GIS中地图综合的热点问题之一。

现有的DP等自动化简算法主要围绕等高线的形态特征进行化简，分为要素形态特征提取(如关键特征点、弯曲表达)、关联匹配以及要素形态插值渐变控制三类，其连续空间尺度转换方法主要有地图自动综合和函数插值两种。由于地图自动综合仅采用一个初始数据集进行尺度转换，容易受综合目的和综合指标等不同因素影响产生迥异的综合结果，综合结果的不确定使得其成为国际上公认的难题。函数插值方法实际上是在对地图综合时尺度与信息详细程度的一个折中，也是目前一种实际可行的解决方案。但大多插值函数针对的是欧式几何描述的对象，对于具有分形特征的自然要素，容易导致过度的“光滑”和“近似”，产生失真现象。初步的分形插值函数虽然能有效地模拟自然线要素的分形特征，但是现有分形插值方法关注的焦点集中在几何层面上形态逼真的分形设计与实现上，对于插值过程中的1)如何保持自然线要素的地理特征(如空间分布、层次结构、分形性质、空间关系等地理特征)；2)如何量化和控制分形插值过程；3)以及如何评价插值结果的合理性等问题，都没有给出答案。

综上，目前等高线自动化简方法及函数插值方法虽能够实现等高线的自动化简，但地图尺度与化简结果缺乏有效的对应关系，且难以保证化简结果在连续变化尺度下的形态特征，这导致多尺度下等高线的化简结果不协调或者形态特征不连续。

因此，针对以上技术问题，确有必要发展一种等高线的化简方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种地形制图中基于T样条曲面的等高线渐进式多尺度化简方法，通过T样条曲面构建与求交技术实现等高线的渐进式多尺度化简，可以获得任意中间尺度的等高线化简结果。

为实现上述目的，本发明采用了一种技术方案：一种地形制图中基于T样条曲面的等高线渐进式多尺度化简方法，包括如下步骤：

步骤101：输入一条源等高线L1，根据权重提取所述源等高线L1的特征点，并利用所述特征点生成终止等高线L2；

步骤102：为所述源等高线L1和所述终止等高线L2赋予相应的尺度高程值，将所述源等高线L1和所述终止等高线L2转换为三维空间；

步骤103：对所述源等高线L1和所述终止等高线L2进行等距离采样，使所述源等高线L1和所述终止等高线L2上点的个数相同；

步骤104：以所述源等高线L1和所述终止等高线L2为轮廓线约束，使用T样条开源内核构建基于L1-L2约束的三维T样条曲面；