[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

摘要

本发明提供一种用于GIS矢量建筑物多边形的多尺度表达信息生成方法，包括输入不同尺度下的同名矢量建筑物多边形，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；基于转向角函数分析建筑物多边形的边特征，获得边的变换规律，包括将特征点匹配得到的边集分别与目标图形对应边进行转向角匹配，划分同边和异边；融合得到任意中间尺度下多边形的转向角函数，转为坐标串表达形式，得到中间尺度的插值图形。本发明能在有效保持矢量建筑物多边形直角化边界特征的前提下实现连续地图综合与多尺度表达。

主权项

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，其特征在于，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Pi的距离e，i＝1,2,…S，S为图形顶点总数，设图形相邻顶点pi‑1Pi间的边长为则e表示为定义域为[0,图形周长]，Pi标识第i个顶点，Pj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，θ=f(E),E∈[Σj=2itPj-1PjΣj=2StPj-1Pj,Σj=2itPjPj+1Σj=2StPj-1Pj]]]>式中，函数(.)表示θ和E的对应关系，自变量E为以图形周长作归一化后的边长的叠加；步骤2，基于转向角函数分析建筑物多边形的边特征，获得边的变换规律，包括以下子步骤，步骤2.1，特征点匹配，包括以下子步骤，步骤2.1.1，从目标图形的某顶点开始，以该点为特征点，根据实际图形大小设定一个距离阈值，以特征点为圆心，该距离阈值为半径，搜寻起始图形的所有顶点中落入圆中的点，进而计算出与特征点距离最近的点，设为Pk，将k值存入集合U；步骤2.1.2，以目标图形的另一个顶点为特征点，循环上述步骤2.1.1，直至遍历目标图像的所有顶点，最后得到集合U，集合U所含元素为初始图形中与目标图形所有特征点相匹配的顶点，以这些顶点对初始图形的边进行划分，认为两个相邻顶点之间的边组成一个边集，则得到数个边集，边集数与目标图形边的数目相同；步骤2.2，对步骤2.1得到的各边集分别与目标图形对应边进行转向角匹配，满足以下条件的边为同边，ta⊆tb|θa(ta)-θb(tb)|≤δ]]>满足以下条件的边为异边，ta⊆tb|θa(ta)-θb(tb)|>δ]]>其中，ta为起始图形a的边，tb为目标图形b的边，表示起始图形的边ta是属于与目标图形的边tb所对应的起始图形边集中的，θa(ta)是边ta转向角的大小，θb(tb)是边tb转向角的大小，δ为预设的精度阀值；步骤3，根据步骤2得到的变换规律，基于与中间尺度相关的可变参数g，融合得到任意中间尺度下多边形的转向角函数，包括以下子步骤，步骤3.1，分别对步骤2获得的同边和异边进行插值，异边的插值方法如下式，其中，为异边，为异边的变化量,n的范围为[1,异边总数]；同边的插值方法如下式其中，为起始图形某分割边集中的任意同边，为起始图形某分割边集中的同边的变化量，m的范围为[1,分割边集中的同边总数]，Δt同总为起始图形某分割边集中的同边的总增量，t同总为起始图形某分割边集中的同边的长度之和；步骤3.2，融合得到任意中间尺度图形的转向角函数θMid如下，其中，目标图形的边tb对应的分割边集中的任意同边获得了增量为目标图形的边tb与对应初始图形边集中所有同边t同总的差值，为同边占同边总长度t同总的比例；任意异边根据自身长度等比例变化；步骤4，将步骤3得到的转向角函数转为坐标串表达形式，得到中间尺度的插值图形。