[发明专利]一种基于边界裁剪的高速高精度矢栅叠置分析方法

说明书

本发明提供了一种基于边界裁剪的高速高精度矢栅叠置分析方法，针对在提取地表面积的运算中采用矢栅叠置分析消耗大量的计算资源，而在矢量数据转化为栅格数据时造成精度损失，进而导致多边形表面积计算误差的问题，本发明在采用矢栅叠置分析的同时，通过边界裁剪，同时提高了提取地表面积计算的效率和结果的精度，满足了实际应用的要求。

技术领域

本发明属于地表面积提取技术领域，具体涉及一种基于边界裁剪的高速高精度矢栅叠置分析方法。

背景技术

空间叠置分析是地理信息系统(GIS)常用的基础空间分析功能，对于相同类型数据结构(即矢量数据与矢量数据之间、栅格与栅格数据之间)的空间叠置分析算法已经广泛应用各种地理信息系统分析软件中。但实践中由于数据来源丰富，常出现混合数据类型的空间分析需求，即矢量数据和栅格数据间的空间叠置分析(矢栅叠置分析)。采用矢量数据和栅格数据进行叠加运算分析时，由于栅格边界与矢量不重合，如果采用全矢量运算必然消耗大量的运算资源，即结果图形可以通过矢量多边形边界与栅格像元边界精确裁剪的方式计算获得，结果属性可以通过栅格像元与多边形相交后生成的不规则多边形面积与该像元面积之比作为系数，再乘以像元属性值间接获得；然而这种方法虽然精度较高，但是需要消耗大量的计算资源。在实际应用中常采用将数量数据转化栅格数据，然后基于统一的栅格数据基准进行空间叠置分析。然而在矢量数据转化为栅格数据时必然带来精度损失，即如果采用像元中心点归属或者面积占优法等方式决定像元归属问题，无论何种方式均导致转化后基于栅格表示的多边形要素边界与原始矢量表示多边形的边界不统一，进而导致多边形表面积计算误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于边界裁剪的高速高精度矢栅叠置分析方法，用于在满足矢栅叠置分析要求的同时提高提取地表面积计算的效率和结果的精度。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于边界裁剪的高速高精度矢栅叠置分析方法，用于提取地表面积的计算，包括以下步骤：

步骤S1：收集待测面积的栅格数据集A和矢量数据集B的数据；

步骤S2：遍历所述的矢量数据集B中的多边形b获取四至坐标极值；

步骤S3：遍历所述的多边形b获取完整覆盖多边形的栅格数据集A的最小栅格切片a；

步骤S4：按行遍历所述的栅格切片a获取像元行的外包矩形R；

步骤S5：用所述的外包矩形R裁切所述的多边形b，得到结果点集多边形S；将遍历结果点集多边形S得到的结果存入结果集C，按照面积占比分配像元属性值并计入结果集C；

步骤S6：统计所述的结果集C中的属性值作为所述的栅格数据集A与所述的矢量数据集B进行叠置分析的结果。

按上述方案，所述的步骤S2中，具体步骤为：

步骤S21：遍历所述的矢量数据集B的多边形b；

步骤S22：初始化所述的多边形b的四至坐标极值分别为XE、XW、YN、YS；

步骤S23：遍历所述的多边形b的节点，设为(Xb，Yb)；

步骤S24：判断执行边界，若XbXE则XE＝Xb；若XbXW且XW＝Xb；若YbYN则YN＝Yb；若YbYS则YS＝Yb；

步骤S25：待所述的多边形b的节点遍历完成后，将所述的四至坐标极值XE、XW、YN、YS计入所述的多边形b的属性列表，从步骤S21循环执行，直到遍历完所述的矢量数据集B中的所有多边形。

进一步的，所述的步骤S3中，具体步骤为：

步骤S31：读取所述的栅格数据集A的起始点坐标X0、Y0，以及像元尺寸Xs、Ys；