[發明專利]一種利用關鍵比例尺以及類瓦片技術處理矢量圖的方法

有效

• 申請號: 201810454271.2
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108647336B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 劉德兒;陶小明
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: G06F16/56
• 分類號: G06F16/56;G06T11/20
• 代理公司: 四川君士達律師事務所 51216
• 代理人: 芶忠義;吳鳳興

本發明公開了一種利用關鍵比例尺以及類瓦片技術處理矢量圖的方法，其中包括如下步驟：對地形圖內要素進行分級并對層級命名；對每一層級進行矩形分塊，并進行編號；求出每一層級的關鍵比例尺并計算出該層級的顯示尺度，然后存儲；確定瓦片并編號；包括瓦片編號、大小、位置以及圖形數據的每個瓦片數據作為一個整體進行存儲。本發明的存儲方法在質量圖制作軟件中打開以及平移和縮放的時候可以明顯的提高其反應速度。

技術領域

本發明涉及圖形處理領域，尤其涉及一種利用關鍵比例尺以及類瓦片技術處理矢量圖的方法。

背景技術

矢量圖，也稱為面向對象的圖像或繪圖圖像，在數學上定義為一系列由線連接的點。矢量文件中的圖形元素稱為對象。每個對象都是一個自成一體的實體，它具有顏色、形狀、輪廓、大小和屏幕位置等屬性。矢量圖是根據幾何特性來繪制圖形，矢量可以是一個點或一條線，矢量圖只能靠軟件生成，文件占用內在空間較小，因為這種類型的圖像文件包含獨立的分離圖像，可以自由無限制的重新組合。它的特點是放大后圖像不會失真，和分辨率無關，適用于圖形設計、文字設計和一些標志設計、版式設計等。

但是，隨著科學技術的發展以及人們的需求，矢量圖的應用也越來越廣，同時矢量圖內容更加豐富，導致矢量圖文件越來越大。比如，矢量電子地圖，其需要地物地貌要素表達的更細，內容的不斷豐富，加上成圖范圍不斷擴大，其文件就越來越大。因此，在制圖軟件中打開全幅地圖的話相當占內存，帶來地圖操作效率低下等一系列問題，為此研究者們提出，將電子地圖進行分級分塊顯示。李魯群等構建了一個用于PDAmobile終端的矢量圖形分塊模型：將一副地圖逐步分級，根據屏幕顯示范圍，將第一級橫縱向劃分成n_r,n_c份，第二級將第一級的每塊再劃分n_r,n_c份，按照矩形分塊的方式，可以把一幅圖形分成若干對象子集，然后很多的對象子集再從子集下劃分出來。

傳統上是以國家系列比例尺為基礎進行分級的，每層金字塔與一層級相對應，然后以12行8列圖幅分塊方式對每一層進行分塊，針對該傳統方法的索引速度慢、可拓展性差等不足，基于多分辨率LOD模型，杜瑩等設計了一種金字塔模型，即根據全球經緯度范圍規定該金字塔每層的分塊數橫向是縱向的兩倍，第0 層以2×1分塊，第K層分塊總數為2^k+1×2^k，該模型是面向于全球。秦寬等考慮到用戶一般關注具有實際需求的要素類，提出：將地圖中的內容劃分成幾大類 (比如地物、地貌、地名等)，按要素的重要程度，再對這幾大類分級。王楓則利用抽希算法分別對點、線、面要素進行抽稀，再根據其權重進行分級。

瓦片地圖金字塔模型是一種多分辨率層次模型，從瓦片金字塔的底層到頂層，分辨率越來越低，但表示的地理范圍不變。首先確定地圖服務平臺所要提供的縮放級別的數量N，把縮放級別最低、地圖比例尺最大的地圖圖片作為金字塔的底層，即第0層，并對其進行分塊，從地圖圖片的左上角開始，從左至右、從上到下進行切割，分割成相同大小(比如256x256像素)的正方形地圖瓦片，形成第0 層瓦片矩陣；在第0層地圖圖片的基礎上，按每2x2像素合成為一個像素的方法生成第1層地圖圖片，并對其進行分塊，分割成與下一層相同大小的正方形地圖瓦片，形成第1層瓦片矩陣；采用同樣的方法生成第2層瓦片矩陣；…；如此下去，直到第N一1層，構成整個瓦片金字塔。

但是，矢量圖形數據的放大縮小不同于位圖以及影像數據，位圖以及影像數據放大縮小采用重采樣方法，從高分辨率影像重采樣生成低分辨率影像數據，即在金字塔里從層級高的瓦片數據經過重采樣生成更低一層級的瓦片。而矢量圖每級都是不同的圖形數據，每層之間的圖形數據沒有重疊。影像數據分塊形狀可以是三角形，正方形或者是六邊形等，較普遍用的是正方形，因為正方形結構簡單，可以對影像圖劃分成有規則的正方形，用這種模型很容易實現用程序自動分塊。矢量圖形由于要保證矢量數據的完整性，依據多級比例尺將圖形進行分級，每級分割成一定數量同等大小瓦片來構成矢量金字塔。如果直接采用規則圖形分割，會破壞其完整性，到后期圖幅拼接時由于目前拼接算法還不夠成熟，很難做到高效地將兩幅圖形接縫處的被分割成兩個對象合并成完整的一個對象。