[發(fā)明專利]基于曲線特征變化的矢量數(shù)據(jù)壓縮方法及其裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910202816.1
• 申請(qǐng)日: 2009-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101561933A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷兵;徐暢;周平;甘宇航;李寅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06T9/00
• 分類號(hào): G06T9/00;H03M7/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 郭定輝;黃小臨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于曲線特征變化的矢量數(shù)據(jù)壓縮方法以及矢量數(shù)據(jù)壓縮裝置。更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及利用曲線上的矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)的矢量數(shù)據(jù)的特征變化來(lái)進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)壓縮的矢量數(shù)據(jù)壓縮方法以及矢量數(shù)據(jù)壓縮裝置。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，地圖制圖學(xué)結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)形成的計(jì)算機(jī)地圖制圖學(xué)也正得到迅速發(fā)展，已在普通地圖制圖、專題地圖制圖、數(shù)字高程模型、地籍制圖、地形因子制圖、地理信息系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，并且顯示出了強(qiáng)大的生命力。計(jì)算機(jī)地圖制圖過(guò)程中的一項(xiàng)重要任務(wù)就是自動(dòng)制圖綜合，矢量數(shù)據(jù)壓縮是制圖綜合的關(guān)鍵技術(shù)，其主要對(duì)象是線狀要素中心軸線和面狀要素的邊界數(shù)據(jù)(幾何數(shù)據(jù))。

除此之外，數(shù)字地圖等的出現(xiàn)也對(duì)矢量數(shù)據(jù)提出了更高的要求，要求數(shù)字地圖存儲(chǔ)的適量數(shù)據(jù)能夠更加高效、傳輸能夠更加迅速。這樣對(duì)矢量數(shù)據(jù)的壓縮提出了更高的要求，要求壓縮率更高，圖像失真率最小。

地圖最基本的特征是以縮小的形式表達(dá)地面事物的空間結(jié)構(gòu)，這個(gè)特征表明，地圖不可能把地面全部事物毫無(wú)遺漏地表示出來(lái)，地圖上所表現(xiàn)的地面景物與實(shí)際相比從數(shù)量上看減少了，而從圖形上看縮小并且簡(jiǎn)化了。這是因?yàn)榈貓D上所表現(xiàn)的內(nèi)容都是經(jīng)過(guò)取舍和化簡(jiǎn)的。對(duì)矢量數(shù)據(jù)的壓縮是化簡(jiǎn)的重要組成部分，也是最關(guān)鍵的部分。

目前，已經(jīng)有許多成熟的矢量數(shù)據(jù)壓縮方法，但由于考慮的方向不一樣或者是其應(yīng)用領(lǐng)域不一致，在用于地圖數(shù)據(jù)壓縮時(shí)都存在著一些不足的地方。

例如，傳統(tǒng)的nth壓縮方法在壓縮數(shù)量上有明顯的優(yōu)勢(shì)，但是原曲線的圖形保持較差。

再例如，另一種傳統(tǒng)的壓縮方法，即，道格拉斯--普克算法，能夠較好地保持曲線的走向，并且在大多數(shù)情況下壓縮效果也較好。然而，當(dāng)曲線彎曲程度變化很大(曲率變化滿足閾值)時(shí)，一些曲率較小的矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)就會(huì)被舍去，從而可能造成地形失真。

此外，傳統(tǒng)的光柵法因?yàn)楣鈾诳趶降牟粩嗫s小，檢測(cè)條件也越來(lái)越嚴(yán)格，導(dǎo)致壓縮率不大，效果不明顯。并且，同道格拉斯一普克法一樣，在壓縮過(guò)程中當(dāng)曲線彎曲程度變化很大時(shí)，會(huì)丟失一些曲率小的矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)。

基于上述壓縮算法的不足，提出了基于特征變化的矢量數(shù)據(jù)壓縮方法。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明提供一種根據(jù)矢量數(shù)據(jù)所表示的曲線的彎曲程度即曲率的變化特征來(lái)壓縮該矢量數(shù)據(jù)的矢量數(shù)據(jù)壓縮方法，實(shí)現(xiàn)壓縮程度高而且失真率小的矢量數(shù)據(jù)壓縮。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述和其他目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供基于曲線特征變化的矢量數(shù)據(jù)壓縮方法，其中，該矢量數(shù)據(jù)為經(jīng)過(guò)采樣和數(shù)字化該曲線所得到的矢量數(shù)據(jù)，并且按照預(yù)定順序排列成的矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)組，包括以下步驟：按照預(yù)定方法為所有矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)賦予面積屬性，該面積屬性的正負(fù)用于描述所述曲線的走勢(shì)；基于矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)的面積屬性所表現(xiàn)出的走勢(shì)將其進(jìn)行分類，以得到矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)的面積屬性分組，進(jìn)而使得同一個(gè)面積屬性分組內(nèi)的每一個(gè)矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)所表示的曲線段具有相同的走勢(shì)；計(jì)算每個(gè)面積屬性分組中的矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)的垂距屬性，并計(jì)算每個(gè)面積屬性分組中各矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)的垂距屬性的垂距平均值；以及舍棄面積屬性分組內(nèi)的矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)中滿足垂距小于預(yù)定閾值并且小于相應(yīng)面積屬性分組的面積屬性分組垂距平均值的矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的該一個(gè)方面，該矢量數(shù)據(jù)壓縮方法保留面積屬性分組中的首尾矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)，并且抽取每個(gè)面積屬性分組中的首尾矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)，組成面積屬性分組首尾點(diǎn)組，并且對(duì)該面積屬性分組首尾點(diǎn)組中的矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)組進(jìn)行上述舍棄操作。

根據(jù)本發(fā)明的該一個(gè)方面，該矢量數(shù)據(jù)壓縮方法還對(duì)經(jīng)過(guò)上述壓縮后剩下來(lái)的矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)重復(fù)進(jìn)行上述壓縮處理，直到操作不再能夠舍棄矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)為止。

根據(jù)本發(fā)明的該一個(gè)方面，該矢量數(shù)據(jù)壓縮方法不同時(shí)舍棄相應(yīng)點(diǎn)組中的相鄰矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的該一個(gè)方面，該矢量數(shù)據(jù)壓縮方法通過(guò)以下方法計(jì)算矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)的面積屬性：除了曲線的首尾矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)P₀和P_n外，其它矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)P₁，P₂，...，P_n-1以每三個(gè)矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)P_i-1，P_i，P_i+1為一組，計(jì)算其所形成的三角形的面積S_i，并將面積S_i在賦予表示所述曲線在相應(yīng)矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)的走勢(shì)特征的正負(fù)號(hào)之后，與三角形的底邊長(zhǎng)為P_i-1P_i+1和三角形的高H_i一起賦給P_i作為此矢量數(shù)據(jù)點(diǎn)的面積屬性。