[发明专利]基于全局特征的数字地图线要素综合方法、装置和介质

权利要求书

1.一种基于全局特征的数字地图线要素综合方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对数字地图中的每个线要素计算其几何特征重要度指数，几何特征重要度指数由该线要素的长度指数、周边密度指数和连接度指数加权求和得到；

S2：按照几何特征重要度指数从低到高对数字地图中的线要素进行排序，并从数字地图中按照设定比例删减几何特征重要度指数最低的部分线要素；

S3：计算S2删减后的简化数字地图和原始数字地图之间的地图相似度S以及要素删减率Rp；

所述地图相似度S为简化数字地图的所有栅格值所构成的一维向量与原始数字地图的所有栅格值所构成的一维向量之间的相似度；

所述要素删减率Rp为简化数字地图中相对于原始数字地图被删减的线要素数量占原始数字地图中线要素总数量的比例；

S4：基于S3中得到的地图相似度S和要素删减率Rp计算S2删减后的简化数字地图的制图综合效果指数F＝(a×Rp²+b)S+(1-a×Rp²-b)Rp，其中a和b分别为常数系数且a0；

S5：不断迭代步骤S2～S4，直到所述地图相似度S低于最低相似度阈值时停止迭代，并以迭代过程中取得的最大制图综合效果指数对应的简化数字地图作为最终输出结果，完成数字地图线要素的综合；

数字地图中的每个线要素l的几何特征重要度指数IFI_l计算方法如下：

IFI_l＝k₁L_l+k₂M_l+k₃N_l

式中：k₁、k₂、k₃均为权重系数，且k₁+k₂+k₃＝1；

L_l为线要素l的长度指数，计算公式如下：

x＝d_l/p_z

式中：x为线要素l在数字地图中的像元长度，k₄为权重系数，d_l为线要素l的欧几里得距离长度，p_z为数字地图的分辨率大小；

M_l为线要素l的周边密度指数，计算公式如下：

M_l＝a₁ tan^-1(b₁ρ_l+c₁)+d₁

式中：a₁、b₁、c₁、d₁均为权重系数，ρ_l为线要素l的周边密度，其计算公式为：

ρ_l＝P/d_l

式中，P代表位于线要素l的缓冲区中且与线要素l不相交的其他线要素数量，n为线要素l的缓冲区中除线要素l之外的其他线要素的数量；

N_l为线要素l的连接度指数，计算公式如下：

N_l＝a₂tan^-1(b₂C_l+c₂)+d₂

式中：a₂、b₂、c₂、d₂均为权重系数，C_l为线要素l的连接度，其计算公式为：

C_l＝I/d_l

式中：I代表位于线要素l的缓冲区中且与线要素l相交的其他线要素数量；

所述的地图相似度S的计算方法如下：

S301：对删减后的简化数字地图m与原始数字地图o分别进行栅格化，将矢量地图转换为栅格地图；

S302：分别对每张栅格地图进行栅格赋值，每个栅格的值为所在栅格地图中经过该像元的线元素数量；

S303：分别将两张栅格地图的栅格矩阵转换为一维向量，然后计算两个一维向量之间的余弦相似度，作为简化数字地图m与原始数字地图o之间的地图相似度S；

在每一轮迭代所述S2过程中，从数字地图中按照设定比例删减几何特征重要度指数最低部分线要素时，需保留两端连接有其他线要素的连接线要素，具体步骤顺次如下：

S201：针对数字地图中的每个线要素构建两个端点要素集合，以第一集合记录与该线要素的第一个端点相交的线要素，以第二集合记录与该线要素的第二个端点相交的线要素；构建初始化为空集的第三集合，用于记录连接线要素；

S202：针对数字地图中当前的几何特征重要度指数最低的线要素，判断其是否满足删除条件，若满足则删除该线要素并执行S203，若不满足则保留该线要素并将其视为连接线要素记入第三集合中；所述删除条件为线要素对应的第一集合和第二集合中至少有一个是空集；

S203：每删除一个线要素，则更新与该线要素任一端点相交的所有线要素的两个端点要素集合，然后执行S204；

S204：检查第三要素集合中是否存在重新满足所述删除条件的线要素，若存在则删除该线要素并重新执行S203，若不存在则不进行要素删除；

S205：不断重复S202～S204，直至本轮删除的线要素数量达到所述设定比例对应的线要素数量。