一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，屬于計(jì)算機(jī)程序【技術(shù)領(lǐng)域】。對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)矢量化，將遙感影像上具有相同屬性內(nèi)容的像元，轉(zhuǎn)化為包含有：不同面積、不同周長(zhǎng)、不同屬性、不同形狀來(lái)表示的矢量圖形元素；并且在這些不同矢量圖形元素之間，所存在的相鄰、包容和被包容的空間拓?fù)潢P(guān)系也能夠得到完全展示。并且在轉(zhuǎn)化后的矢量圖形元素屬性與遙感影像上所對(duì)應(yīng)的像元，在空間位置上具有完全相同的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。本發(fā)明在處理其超大數(shù)據(jù)量、拓?fù)潢P(guān)系極其復(fù)雜的遙感影像數(shù)據(jù)時(shí)，顯示出轉(zhuǎn)換效率和高速性能?？梢蕴岣咴诖竺娣e、大范圍的各類(lèi)資源調(diào)查中的效率和自動(dòng)化程度，及時(shí)準(zhǔn)確地的獲取各種資源信息，達(dá)到節(jié)省人力物力。
【專利說(shuō)明】一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，屬于計(jì)算機(jī)程序【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)中最長(zhǎng)見(jiàn)的兩種空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但隨著航天技術(shù)的快速發(fā)展，所能提供的各種類(lèi)型、各種分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)也越來(lái)越豐富，遙感影像信息已經(jīng)成為地理信息系統(tǒng)中的一個(gè)非常重要的信息來(lái)源，同時(shí)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展也對(duì)對(duì)遙感信息的依賴性變得越來(lái)越強(qiáng)了。但是由于柵格數(shù)據(jù)本身所具有的缺陷，使得他在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用受到了一定的限制，因此將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)也就變得非常重要了 ；同時(shí)柵格轉(zhuǎn)矢量技術(shù)也是屬于地理信息處理技術(shù)中相對(duì)比較經(jīng)典的技術(shù)問(wèn)題，也產(chǎn)生和積累了比較多的計(jì)算方法，并在地理信息系統(tǒng)中得到應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)。
[0004]本申請(qǐng)采用一種分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ停谀Ｐ陀?jì)算中自動(dòng)生成帶有邊界節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和節(jié)點(diǎn)方向的邊界節(jié)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)的搜索，構(gòu)造出包含有多邊形之間的相鄰、包容和被包容等拓?fù)潢P(guān)系的矢量文件。在柵格轉(zhuǎn)矢量過(guò)程中，只需要對(duì)需要轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)加載一次，就能夠自動(dòng)完成整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程；不需要進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換后的后期處理工作，并且在轉(zhuǎn)換后不可能出現(xiàn)多邊形相互間重疊、相交；相鄰、包容拓?fù)潢P(guān)系錯(cuò)誤和不完整的情況。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供了一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，對(duì)遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行柵格數(shù)據(jù)矢量化，將遙感影像上具有相同屬性內(nèi)容的像元，轉(zhuǎn)化為包含有:不同面積、不同周長(zhǎng)、不同屬性、不同形狀來(lái)表示的矢量圖形元素，并且在這些不同矢量圖形元素之間，所存在的相鄰、包容和被包容的空間拓?fù)潢P(guān)系也能夠得到完全展示。并且轉(zhuǎn)化后的矢量圖形元素屬性與遙感影像上所對(duì)應(yīng)的像元，在空間位置上具有完全相同的 對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0006]一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，采用與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法不同的處理方法，通過(guò)分層次的邊界點(diǎn)拓?fù)渌阉鞣治鲇?jì)算模型，將柵格數(shù)據(jù)像元間的拓?fù)潢P(guān)系簡(jiǎn)化，在模型計(jì)算中自動(dòng)生成包含有坐標(biāo)位置信息的邊界節(jié)點(diǎn)，并且這些邊界節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)還具有他從哪里開(kāi)始、到哪里結(jié)束的邊界走向的指向性信息；在多邊形搜索中，通過(guò)邊界節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的指向性，可以十分明確的定位與之相連的邊界節(jié)點(diǎn)的確切位置信息，將這些具有特定關(guān)系的邊界節(jié)點(diǎn)全部連接起來(lái)，就自動(dòng)形成一個(gè)封閉多邊形，并且通過(guò)判斷封閉多邊形的走向，如果是順時(shí)針?biāo)褪且粋€(gè)獨(dú)立多邊形，他可能包含有島多邊形；如果是逆時(shí)針?biāo)鸵欢ㄊ潜荒硞€(gè)獨(dú)立多邊形所包容的島多邊形。而不可能出現(xiàn)多邊形相互間的重疊、相交；相鄰、包容拓?fù)潢P(guān)系錯(cuò)誤和不完整情況，所有本發(fā)明具有算法簡(jiǎn)潔、生成的邊界節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)具有明確的指向性和唯一性的特定拓?fù)潢P(guān)系。
[0007]而且本發(fā)明的另外一個(gè)特點(diǎn)是，可以對(duì)柵格數(shù)據(jù)中的某些指定的像元屬性值或內(nèi)容，進(jìn)行柵格轉(zhuǎn)矢量計(jì)算。而不存在現(xiàn)有柵格轉(zhuǎn)矢量算法中，只能一次將柵格數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)的強(qiáng)制性限制。因此本發(fā)明可以極大的提高轉(zhuǎn)化效率和應(yīng)用領(lǐng)域。
[0008]本發(fā)明的柵格轉(zhuǎn)矢量算法，只需要對(duì)需要轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)加載一次，就能夠自動(dòng)完成整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程，不需要進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換后的后期處理工作，并且轉(zhuǎn)換后不可能出現(xiàn)多邊形相互間重疊、相交；相鄰、包容拓?fù)潢P(guān)系錯(cuò)誤和不完整的情況。
[0009]此本發(fā)明特別適合于超大數(shù)據(jù)量、柵格數(shù)據(jù)中像元相鄰關(guān)系極其復(fù)雜的柵格轉(zhuǎn)矢量計(jì)算。該算法提高在森林資源監(jiān)測(cè)、濕地資源監(jiān)測(cè)、土地資源監(jiān)測(cè)等各種資源在分布范圍、資源變化、預(yù)測(cè)分析等方面的數(shù)據(jù)處理效率；特別是需要對(duì)監(jiān)測(cè)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤處理的自然災(zāi)害在發(fā)生、發(fā)展情況中的監(jiān)測(cè)分析預(yù)警系統(tǒng)；及目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)制導(dǎo)等軍事應(yīng)用領(lǐng)域中的需要進(jìn)行柵格轉(zhuǎn)矢量的計(jì)算應(yīng)用；并且該算法在轉(zhuǎn)化后的矢量數(shù)據(jù)中，不存在轉(zhuǎn)換誤差、不需要進(jìn)行任何后期處理操作，故該算法具有計(jì)算模型簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換效率高、速度快，自動(dòng)化程度高和可有選擇性的將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)的突出特點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明提供了一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理流程、邊界搜索流程、多邊形搜索流程、創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)流程、創(chuàng)建矢量文件流程等幾個(gè)部分。
[0011]數(shù)據(jù)預(yù)處理流程；
[0012]在獲取遙感影像數(shù)據(jù)后，為了實(shí)現(xiàn)算法的簡(jiǎn)單化、避免在計(jì)算中需要對(duì)柵格數(shù)據(jù)中的四個(gè)邊界上(第一行、最后一行、第一列和最后一列)的數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊計(jì)算，減少計(jì)算中的條件分支判斷，提高運(yùn)算效率，達(dá)到用一個(gè)統(tǒng)一直觀的處理流程進(jìn)行計(jì)算的目的，對(duì)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行了邊界擴(kuò)展處理，即進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理操作。
[0013]數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的是在將原柵格數(shù)據(jù)的四周添加一圈新的像元數(shù)據(jù)。
[0014]對(duì)于所要添加的像元數(shù)據(jù)，要求是該數(shù)據(jù)的像元值或?qū)傩詢?nèi)容，要與原柵格數(shù)據(jù)中任何一個(gè)的像元值或?qū)傩詢?nèi)容都不相同。
[0015]數(shù)據(jù)預(yù)處理的第二個(gè)目的是根據(jù)像元值或?qū)傩詢?nèi)容的分類(lèi)，設(shè)置柵格轉(zhuǎn)矢量的條件。是將柵格數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)；還是只轉(zhuǎn)換某些指定像元值或?qū)傩詢?nèi)容中某些類(lèi)型的像元，即設(shè)置柵格轉(zhuǎn)矢量所依據(jù)的基本條件。
[0016]邊界搜索流程，將根據(jù)所設(shè)置的柵格轉(zhuǎn)矢量條件，只對(duì)滿足轉(zhuǎn)換條件的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0017]邊界節(jié)點(diǎn)搜索步驟；
[0018]對(duì)擴(kuò)展后的數(shù)據(jù)按照所設(shè)置柵格轉(zhuǎn)矢量條件，進(jìn)行邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ陀?jì)算，在計(jì)算中每次采用3*3像元矩陣，按照邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷囊筮M(jìn)行邊界點(diǎn)計(jì)算，對(duì)于在計(jì)算過(guò)程中滿足轉(zhuǎn)換條件和邊界搜索條件的像元，稱之為邊界點(diǎn)(邊界節(jié)點(diǎn))，在多邊形搜索中簡(jiǎn)稱節(jié)點(diǎn)。
[0019]對(duì)于搜索到的節(jié)點(diǎn)，將其保存到節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，供多邊形搜索時(shí)時(shí)使用。
[0020]多邊形搜索流程；
[0021]是從創(chuàng)建一個(gè)多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后開(kāi)始的，通過(guò)遍歷節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的方式，找出那些節(jié)點(diǎn)間相互連接符合特定條件的方向要求和坐標(biāo)點(diǎn)位置要求的節(jié)點(diǎn)，并且這些節(jié)點(diǎn)通過(guò)相互間的連接，形成一個(gè)首尾相連的閉合多邊形，將這個(gè)閉合多邊形作為多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的一條多邊形記錄進(jìn)行保存，并且需要?jiǎng)h除在節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中的這些節(jié)點(diǎn)。重復(fù)上述操作，直到將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中的所有節(jié)點(diǎn)全部都變成一個(gè)個(gè)封閉多邊形，作為一條條多邊形記錄，添加到多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，即當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中已經(jīng)沒(méi)有節(jié)點(diǎn)時(shí)，完成一個(gè)分層次柵格轉(zhuǎn)矢量的多邊形搜索過(guò)程。
[0022]創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)流程；
[0023]在完成多邊形搜索后，啟動(dòng)創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)流程；創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)的目的是，為多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的每個(gè)島多邊形，找到一個(gè)能夠包容他的最小獨(dú)立多邊形，找到這個(gè)獨(dú)立多邊形后,將島多邊形的坐標(biāo)鏈表中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，添加到包容他的獨(dú)立多邊形的坐標(biāo)鏈表的末端，修改獨(dú)立多邊形的面積為:S=S-Sd，S為獨(dú)立多邊形面積，Sd為島多邊形面積；并給獨(dú)立多邊形的島多邊形數(shù)量的屬性值+1，他的初始值為O。
[0024]重復(fù)上述操作直到為所有島多邊形找到包容他的獨(dú)立多邊形為止。
[0025]創(chuàng)建矢量文件流程；
[0026]首先根據(jù)柵格數(shù)據(jù)所使用的坐標(biāo)系信息，創(chuàng)建矢量文件和坐標(biāo)系，然后根據(jù)多邊形矢量數(shù)據(jù)中獨(dú)立多邊形的數(shù)量，建立循環(huán)搜索過(guò)程，每次讀取一個(gè)多邊形矢量數(shù)量，并按照多邊形矢量數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)寫(xiě)入到矢量文件中，當(dāng)將多邊形矢量數(shù)據(jù)中的所有獨(dú)立多邊形矢量數(shù)據(jù)全部寫(xiě)入到矢量文件中時(shí)，完成創(chuàng)建矢量文件流程，結(jié)束柵格轉(zhuǎn)矢量流程，結(jié)束對(duì)一個(gè)柵格文件的轉(zhuǎn)換工作。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理(指數(shù)計(jì)算、閾值分割、分類(lèi)等計(jì)算處理)的遙感影像進(jìn)行矢量化，將遙感影像上具有相同屬性內(nèi)容的像元，轉(zhuǎn)化為能夠用包含有:不同面積、不同周長(zhǎng)、不同屬性、不同形狀來(lái)表示的矢量圖形元素，并且也能夠表現(xiàn)出這些不同矢量圖形元素之間，所存在的相鄰、包容和被包容的空間拓?fù)潢P(guān)系。通過(guò)轉(zhuǎn)化后的矢量圖形，可以更方便的對(duì)圖形元素的屬性信息，分析他在空間位置上所發(fā)生的面積變化、空間位置變化、屬性信息間的相互轉(zhuǎn)化和演替過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，為進(jìn)行緩沖區(qū)分析、疊加分析(疊加求交、疊加求和)等與空間分析計(jì)算相關(guān)聯(lián)的地理信息處理能力提供了可能，增加和擴(kuò)大了遙感影像數(shù)據(jù)在地理信息應(yīng)用領(lǐng)域的范圍，也為地理信息應(yīng)用領(lǐng)域提供了更多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0028]本申請(qǐng)通過(guò)分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ停谀Ｐ陀?jì)算中自動(dòng)形成帶有邊界節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和節(jié)點(diǎn)方向的邊界節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)的方向性是進(jìn)行閉合多邊形搜索的限制條件，同時(shí)也是構(gòu)造多邊形之間相鄰、包容和被包容拓?fù)潢P(guān)系的基礎(chǔ)。在柵格轉(zhuǎn)矢量過(guò)程中，不需要進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換后的后期處理工作，就能夠自動(dòng)完成整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程；同時(shí)由于該算法采用分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷挠?jì)算方法，在轉(zhuǎn)換后不可能出現(xiàn)多邊形相互間重疊、相交；相鄰、包容拓?fù)潢P(guān)系錯(cuò)誤和不完整情況。
[0029]因此本發(fā)明在處理其超大數(shù)據(jù)量、拓?fù)潢P(guān)系極其復(fù)雜的遙感影像數(shù)據(jù)時(shí)，更能夠顯示出該發(fā)明的轉(zhuǎn)換效率和高速性能。該技術(shù)的應(yīng)用可以提高在大面積、大范圍的各類(lèi)資源調(diào)查中的效率和自動(dòng)化程度，及時(shí)準(zhǔn)確地的獲取各種資源信息，從而達(dá)到節(jié)省人力物力的目的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過(guò)參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，如圖其中:
[0031]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)圖。
[0032]圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)預(yù)處理流程示意圖。
[0033]圖3為本發(fā)明的上部向右型-搜索方向示意圖。
[0034]圖4為本發(fā)明的右側(cè)向下型-搜索方向示意圖。
[0035]圖5為本發(fā)明的下部向左型-搜索方向示意圖。
[0036]圖6為本發(fā)明的左側(cè)向上型-搜索方向示意圖。
[0037]圖7為本發(fā)明的邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ土鞒淌疽鈭D。
[0038]圖8為本發(fā)明的多邊形搜索流程示意圖。
[0039]圖9為本發(fā)明的創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)流程示意圖。
[0040]圖10為本發(fā)明的創(chuàng)建矢量文件流程示意圖。
[0041]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0042]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0043]實(shí)施例1:如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10所示，
[0044]一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng):
[0045]一、數(shù)據(jù)預(yù)處理流程；
[0046]在本發(fā)明中，對(duì)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述如下:
[0047]用N表示該數(shù)據(jù)的最大行數(shù)，第一行為0，最后一行為N，具體到某一行時(shí)用η表
/Jn ο
[0048]用M表不該數(shù)據(jù)的最大列數(shù),第一列為O,最后一列為Μ,具體到某一列時(shí)用m表
/Jn ο
[0049]在獲取遙感影像數(shù)據(jù)后，為了實(shí)現(xiàn)算法的簡(jiǎn)單化、避免在計(jì)算中需要對(duì)柵格數(shù)據(jù)中的四個(gè)邊界上(第一行、最后一行、第一列和最后一列)的數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊計(jì)算，減少計(jì)算中的條件分支判斷，提高運(yùn)算效率，達(dá)到用一個(gè)統(tǒng)一直觀的處理流程進(jìn)行計(jì)算的目的，對(duì)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行了邊界擴(kuò)展處理，即進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理操作。
[0050]數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的是在將原柵格數(shù)據(jù)的四周添加一圈新的像元數(shù)據(jù)。
[0051]對(duì)于所要添加的像元數(shù)據(jù)，要求是該數(shù)據(jù)的像元值或?qū)傩詢?nèi)容，要與原柵格數(shù)據(jù)中任何一個(gè)的像元值或?qū)傩詢?nèi)容都不相同。
[0052]數(shù)據(jù)預(yù)處理的第二個(gè)目的是根據(jù)像元值或?qū)傩詢?nèi)容的分類(lèi)，設(shè)置柵格轉(zhuǎn)矢量的條件。是將柵格數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)；還是只轉(zhuǎn)換某些指定像元值或?qū)傩詢?nèi)容中某些類(lèi)型的像元，即設(shè)置柵格轉(zhuǎn)矢量所依據(jù)的基本條件。
[0053]在邊界搜索流程中，將根據(jù)所設(shè)置的柵格轉(zhuǎn)矢量條件，只對(duì)滿足轉(zhuǎn)換條件的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。柵格轉(zhuǎn)矢量條件，用數(shù)組ZHTJ (i)表示，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的屬性類(lèi)型數(shù)量，用ZHLX_SL 表示。[0054]數(shù)據(jù)預(yù)處理流程見(jiàn)圖2.[0055]如原柵格數(shù)據(jù)為18行，13列，包含有9種屬性類(lèi)別，原柵格數(shù)據(jù)見(jiàn)表1所示；擴(kuò)展處理后的柵格數(shù)據(jù)為為20行，15列，包含有10種屬性類(lèi)別，擴(kuò)展后的柵格數(shù)據(jù)見(jiàn)表2所示。
[0056]在算法中規(guī)定釆用將原像元屬性類(lèi)別的最大數(shù)值+1所得到的屬性值，作為擴(kuò)展數(shù)據(jù)的屬性值，添加到原柵格數(shù)據(jù)四周，以保證所添加的擴(kuò)展數(shù)據(jù)與原柵格四周邊界上數(shù)據(jù)屬性值的完全不同?；蛘哂脰鸥駭?shù)據(jù)的像元的最大值+50的方式添加擴(kuò)展數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)擴(kuò)展后的柵格數(shù)據(jù)包含有10中屬性種類(lèi)，比原數(shù)據(jù)增加了一種屬性類(lèi)型。
[0057]表1原柵格數(shù)據(jù)示例，N*M=18*13
【權(quán)利要求】
1.一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，其特征在于包括數(shù)據(jù)預(yù)處理流程、邊界搜索流程、多邊形搜索流程、創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)流程、創(chuàng)建矢量文件流程； 只對(duì)柵格數(shù)據(jù)中的某些指定的像元屬性值或內(nèi)容，進(jìn)行柵格轉(zhuǎn)矢量計(jì)算；而不存在現(xiàn)有柵格轉(zhuǎn)矢量算法中，只能一次將柵格數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)的強(qiáng)制性限制； 數(shù)據(jù)預(yù)處理流程； 在獲取遙感影像數(shù)據(jù)后，為了實(shí)現(xiàn)算法的簡(jiǎn)單化、避免在計(jì)算中需要對(duì)柵格數(shù)據(jù)中的四個(gè)邊界上(第一行、最后一行、第一列和最后一列)的數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊計(jì)算，減少計(jì)算中的條件分支判斷，提高運(yùn)算效率，達(dá)到用一個(gè)統(tǒng)一直觀的處理流程進(jìn)行計(jì)算的目的，對(duì)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行了邊界擴(kuò)展處理，即進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理操作； 邊界搜索流程，根據(jù)所設(shè)置的柵格轉(zhuǎn)矢量條件，只對(duì)滿足轉(zhuǎn)換條件的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換； 邊界節(jié)點(diǎn)搜索步驟； 對(duì)擴(kuò)展后的數(shù)據(jù)按照所設(shè)置柵格轉(zhuǎn)矢量條件，進(jìn)行邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ陀?jì)算，在計(jì)算中每次采用3*3像元矩陣中的五個(gè)像元，按照邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷囊筮M(jìn)行邊界點(diǎn)計(jì)算，對(duì)于在計(jì)算過(guò)程中滿足轉(zhuǎn)換條件和邊界搜索條件的像元，稱之為邊界點(diǎn)(邊界節(jié)點(diǎn))，在多邊形搜索中簡(jiǎn)稱節(jié)點(diǎn)； 對(duì)于搜索到的節(jié)點(diǎn)，將其保存到節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，供多邊形搜索時(shí)時(shí)使用； 多邊形搜索流程； 從創(chuàng)建一個(gè)多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后開(kāi)始的，通過(guò)遍歷節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的方式，找出那些節(jié)點(diǎn)間相互連接符合特定條件的方向要求和坐標(biāo)點(diǎn)位置要求的節(jié)點(diǎn)，并且這些節(jié)點(diǎn)通過(guò)相互間的連接，形成一個(gè)首尾相連的閉合多邊形，將這個(gè)閉合多邊形作為多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的一條多邊形記錄進(jìn)行保存，并且需要?jiǎng)h除在節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中的這些節(jié)點(diǎn)；重復(fù)上述操作，直到將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中的所有節(jié)點(diǎn)全部都變成一個(gè)個(gè)封閉多邊形，作為一條條多邊形記錄，添加到多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，即當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中已經(jīng)沒(méi)有節(jié)點(diǎn)時(shí)，完成一個(gè)分層次柵格轉(zhuǎn)矢量的多邊形搜索過(guò)程; 創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)流程； 在完成多邊形搜索后，啟動(dòng)創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)流程；創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)的目的是，為多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的每個(gè)島多邊形，找到一個(gè)能夠包容他的最小獨(dú)立多邊形，找到這個(gè)獨(dú)立多邊形后,將島多邊形的坐標(biāo)點(diǎn)鏈表中的坐標(biāo)數(shù)據(jù),添加到包容他的獨(dú)立多邊形的坐標(biāo)點(diǎn)鏈表的末端，修改獨(dú)立多邊形的面積為:S=S-Sd，S為獨(dú)立多邊形面積，Sd為島多邊形面積；并給獨(dú)立多邊形的島多邊形數(shù)量的屬性值+1，他的初始值為O ; 重復(fù)上述操作直到為所有島多邊形找到包容他的獨(dú)立多邊形為止； 創(chuàng)建矢量文件流程； 首先根據(jù)柵格數(shù)據(jù)所使用的坐標(biāo)系信息，創(chuàng)建矢量文件和坐標(biāo)系，然后根據(jù)多邊形矢量數(shù)據(jù)中獨(dú)立多邊形的數(shù)量，建立循環(huán)搜索過(guò)程，每次讀取一個(gè)多邊形矢量數(shù)量，并按照多邊形矢量數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)寫(xiě)入到矢量文件中，當(dāng)將多邊形矢量數(shù)據(jù)中的所有獨(dú)立多邊形矢量數(shù)據(jù)全部寫(xiě)入到矢量文件中時(shí)，完成創(chuàng)建矢量文件流程，結(jié)束柵格轉(zhuǎn)矢量流程，結(jié)束對(duì)一個(gè)柵格文件的轉(zhuǎn)換工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)預(yù)處理是在將原柵格數(shù)據(jù)的四周添加一圈新的像元數(shù)據(jù)； 對(duì)于所要添加的像元數(shù)據(jù)，要求是該數(shù)據(jù)的像元值或?qū)傩詢?nèi)容，要與原柵格數(shù)據(jù)中任何一個(gè)的像元值或?qū)傩詢?nèi)容都不相同； 數(shù)據(jù)預(yù)處理是根據(jù)像元值或?qū)傩詢?nèi)容的分類(lèi)，設(shè)置柵格轉(zhuǎn)矢量的條件；是將柵格數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)；還是只轉(zhuǎn)換某些指定像元值或?qū)傩詢?nèi)容中某些類(lèi)型的像元，即設(shè)置柵格轉(zhuǎn)矢量所依據(jù)的基本條件； 對(duì)于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ退惴ǘ?，即使不進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理操作，也可以實(shí)現(xiàn)柵格轉(zhuǎn)矢量操作，只是在節(jié)點(diǎn)計(jì)算時(shí)增加一些條件控制和分支判斷即可實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，其特征在于分層次柵格轉(zhuǎn)矢量的多邊形搜索，含有步驟如下； 柵格數(shù)據(jù)中的一個(gè)像元就是對(duì)應(yīng)于地表上的一個(gè)二維正方形區(qū)域(也有矩形的)，該矩形的四條邊，就是此像元與其他相鄰像元的分界線；對(duì)于一個(gè)由3*3像元組成的像元矩陣來(lái)講,處于矩陣中心的像元,稱之為中心點(diǎn)像元,在中心點(diǎn)像元周?chē)€分布有八個(gè)像元； 在進(jìn)行柵格轉(zhuǎn)矢量時(shí)，既要考慮(邊)相鄰像元之間共用分界線的問(wèn)題，還要考慮點(diǎn)相鄰像元可能出現(xiàn)的不同情況；一個(gè)中心點(diǎn)像元與周?chē)藗€(gè)像元間所構(gòu)成的排列組合情況； 如果在柵格數(shù)據(jù)中，如果有一塊像元類(lèi)型或像元值(或像元值在一定范圍內(nèi))完全相同的區(qū)域(可以是任意形狀)，將這個(gè)區(qū)域的像元當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)層；那么與該區(qū)域相鄰的所有像元，他的像元類(lèi)型或像元值(或像元值不在那個(gè)范圍內(nèi)的像元)就一定不同，將所有這些相鄰像元都當(dāng)作一個(gè)相鄰數(shù)據(jù)層；依據(jù)上述分層次處理的技術(shù)路線，通過(guò)將獨(dú)立數(shù)據(jù)層與相鄰數(shù)據(jù)層間的分界線都提取出來(lái)，連接成一個(gè)個(gè)封閉多邊形，即分層次柵格轉(zhuǎn)矢量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，其特征在于多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一個(gè)包含有:多邊形圖形信息和多邊形搜索信息兩部分內(nèi)容的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，其特征在于在多邊形搜索流程中，首先根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量建立遍歷節(jié)點(diǎn)循環(huán)過(guò)程，讀取一個(gè)節(jié)點(diǎn)(第一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且不是獨(dú)立節(jié)點(diǎn))，將這個(gè)節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)多邊形搜索的種子節(jié)點(diǎn)，根據(jù)種子節(jié)點(diǎn)所包含的坐標(biāo)數(shù)量信息，對(duì)多邊形面積、最大范圍進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算后將多邊形圖形信息和坐標(biāo)點(diǎn)位置信息記錄到多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，形成一條多邊形數(shù)據(jù)；同時(shí)根據(jù)種子節(jié)點(diǎn)，設(shè)置這條多邊形數(shù)據(jù)中多邊形的頭部和尾部的方向和坐標(biāo)點(diǎn)信息，即多邊形的開(kāi)始方向、開(kāi)始點(diǎn)坐標(biāo)；和多邊形的結(jié)束方向、結(jié)束點(diǎn)坐標(biāo)；同時(shí)刪除節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中的這個(gè)種子節(jié)點(diǎn)，將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量-1，為多邊形后續(xù)節(jié)點(diǎn)的搜索建立條件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，其特征在于根據(jù)多邊形搜索流程繼續(xù)讀取節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中的節(jié)點(diǎn)，判斷此節(jié)點(diǎn)是否是這個(gè)多邊形的后續(xù)節(jié)點(diǎn)，其過(guò)程是分別用此節(jié)點(diǎn)的結(jié)束方向、結(jié)束點(diǎn)坐標(biāo)與多邊形的開(kāi)始方向、開(kāi)始點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行判別；及用此節(jié)點(diǎn)的開(kāi)始方向、開(kāi)始點(diǎn)坐標(biāo)與多邊形的結(jié)束方向、結(jié)束點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行判別； 步驟1、如果此節(jié)點(diǎn)有一個(gè)方向符合節(jié)點(diǎn)間相連的指向性關(guān)系和坐標(biāo)點(diǎn)唯一性原則，則此節(jié)點(diǎn)是這條多邊形中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)這個(gè)節(jié)點(diǎn)所包含的坐標(biāo)數(shù)量信息，對(duì)多邊形面積、最大范圍進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算后將多邊形圖形信息和坐標(biāo)點(diǎn)記錄到這條多邊形數(shù)據(jù)中，同時(shí)根據(jù)此節(jié)點(diǎn)，修改這條多邊形數(shù)據(jù)中多邊形的頭部和尾部的方向和坐標(biāo)點(diǎn)信息，即多邊形的開(kāi)始方向、開(kāi)始點(diǎn)坐標(biāo)；和多邊形的結(jié)束方向、結(jié)束點(diǎn)坐標(biāo)；同時(shí)刪除節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中的這個(gè)節(jié)點(diǎn)，將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量-1，為多邊形后續(xù)節(jié)點(diǎn)的搜索建立條件； 步驟2、如果此節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)方向都符合節(jié)點(diǎn)間相連的指向性關(guān)系和坐標(biāo)點(diǎn)唯一性原則，則通過(guò)此節(jié)點(diǎn)將這條多邊形的首尾連接在一起了，證明這個(gè)多邊形已經(jīng)封閉，不需要為這個(gè)多邊形繼續(xù)搜索他的后續(xù)節(jié)點(diǎn)了 ；在此同樣需要根據(jù)這個(gè)節(jié)點(diǎn)所包含的坐標(biāo)數(shù)量信息，對(duì)多邊形面積、最大范圍進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算后將多邊形圖形信息和坐標(biāo)點(diǎn)記錄到這條多邊形數(shù)據(jù)中；同時(shí)還有根據(jù)此時(shí)的多邊形面積值判斷多邊形類(lèi)型，如果多邊形面積>0，證明多邊形是按順時(shí)針?lè)较蛐纬煞忾]多邊形，此多邊形為獨(dú)立多邊形；給多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的多邊形類(lèi)型賦值I ;否則(面積〈0)，證明多邊形是按逆時(shí)針?lè)较蛐纬煞忾]多邊形，此多邊形為島多邊形；給多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的多邊形類(lèi)型賦值O ;為創(chuàng)建矢量多邊形流程創(chuàng)造條件；步驟3、如果此節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)方向都不符合節(jié)點(diǎn)間相連的指向性關(guān)系和坐標(biāo)點(diǎn)唯一性原貝U，則證明此節(jié)點(diǎn)不包含在這個(gè)多邊形中，在繼續(xù)讀取下一個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中的節(jié)點(diǎn)，重復(fù)上述操作流程，直到找到一個(gè)兩個(gè)方向都符合節(jié)點(diǎn)間相連的指向性關(guān)系和坐標(biāo)點(diǎn)唯一性原則的節(jié)點(diǎn)，將這個(gè)多邊形閉合，完成這個(gè)多邊形的搜索； 步驟4、重復(fù)上述操作，直到將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中的所有節(jié)點(diǎn)都通過(guò)搜索形成一個(gè)個(gè)封閉多邊形，節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量=0時(shí)，完成對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的多邊形搜索過(guò)程； 多邊形面積、最大范圍計(jì)算； 在多邊形搜索過(guò)程中需要對(duì)多邊形的面積和最大范圍進(jìn)行計(jì)算， 多邊形最大范圍計(jì)算； 從建立一條多邊形數(shù)據(jù) 第一個(gè)種子節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，根據(jù)節(jié)點(diǎn)中的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)量，按照X、Y坐標(biāo)值逐個(gè)進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，得到多邊形的最大范圍Xmin, Xmax, Ymin、Ymax ;對(duì)于后續(xù)添加到多邊形中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，同樣根據(jù)節(jié)點(diǎn)中的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)量逐點(diǎn)與多邊形的最大范圍進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，一直進(jìn)行到最后一個(gè)使多邊形產(chǎn)生閉合的節(jié)點(diǎn)為止，完成多邊形最大范圍的計(jì)算工作； 多邊形面積計(jì)算； 多邊形的面積計(jì)算與多邊形最大范圍計(jì)算過(guò)程中完全相同；同樣從建立一條多邊形數(shù)據(jù)第一個(gè)種子節(jié)點(diǎn)開(kāi)始，根據(jù)節(jié)點(diǎn)中的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)量N，計(jì)算多邊形的面積，其計(jì)算公式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，其特征在于在完成多邊形搜索后，啟動(dòng)創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)流程；為多邊形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的每個(gè)島多邊形，找到一個(gè)能夠包容他的最小獨(dú)立多邊形，找到這個(gè)獨(dú)立多邊形后，將島多邊形的坐標(biāo)點(diǎn)鏈表中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，添加到包容他的獨(dú)立多邊形的坐標(biāo)點(diǎn)鏈表的末端，修改獨(dú)立多邊形的面積為:S=S-Sd，S為獨(dú)立多邊形面積，Sd為島多邊形面積；并給獨(dú)立多邊形的島多邊形數(shù)量的屬性值+1，他的初始值為O ; 重復(fù)上述操作直到為所有島多邊形找到包容他的獨(dú)立多邊形為止； 創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)流程步驟，首先對(duì)多邊形數(shù)據(jù)按照多邊形類(lèi)型和多邊形最大范圍進(jìn)行排序，根據(jù)島多邊形的數(shù)量建立搜索循環(huán)過(guò)程，在循環(huán)中每次讀取一個(gè)島多邊形數(shù)據(jù)，根據(jù)島多邊形的最大范圍，在獨(dú)立多邊形數(shù)據(jù)中搜索找到一個(gè)能夠包容他的獨(dú)立多邊形序列，此序列中的獨(dú)立多邊形從最小獨(dú)立多邊形向逐漸擴(kuò)大的順序排列，首先從最小獨(dú)立多邊形開(kāi)始，判斷島多邊形是否被包容，如果被包容，將島多邊形的坐標(biāo)點(diǎn)鏈表數(shù)據(jù)添加到獨(dú)立多邊形的坐標(biāo)點(diǎn)鏈表數(shù)據(jù)中，完成一個(gè)島多邊形的搜索；如果不被包容，則在包容他的獨(dú)立多邊形序列中尋找下一個(gè)獨(dú)立多邊形進(jìn)行判斷,直到找到一個(gè)包容他的獨(dú)立多邊形為止; 重復(fù)上述操作，直到為每個(gè)島多邊形找到包容他的獨(dú)立多邊形為止。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分層次邊界拓?fù)渌阉髂Ｐ偷臇鸥褶D(zhuǎn)矢量系統(tǒng)，其特征在于在創(chuàng)建多邊形矢量數(shù)據(jù)流程結(jié)束后，獨(dú)立多邊形與島多邊形的拓?fù)潢P(guān)系已經(jīng)建立完成，只需要將多邊形矢量數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件就完成柵格轉(zhuǎn)矢量的全部流程和操作了 ； 創(chuàng)建矢量文件流程步驟，首先根據(jù)柵格數(shù)據(jù)所使用的坐標(biāo)系信息，創(chuàng)建矢量文件和坐標(biāo)系，然后根據(jù)多邊形矢量數(shù)據(jù)中獨(dú)立多邊形的數(shù)量，建立循環(huán)搜索過(guò)程，每次讀取一個(gè)多邊形矢量數(shù)量，并按照多邊形矢量數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)寫(xiě)入到矢量文件中，當(dāng)將多邊形矢量數(shù)據(jù)中的所有獨(dú)立多邊形矢量數(shù)據(jù)全部寫(xiě)入到矢量文件中時(shí)，完成創(chuàng)建矢量文件流程，結(jié)束柵格轉(zhuǎn)矢量流程，結(jié)束對(duì)一個(gè)柵格文件的轉(zhuǎn)換工作。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK103838829SQ201410054741
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】孟獻(xiàn)策, 鞠洪波, 肖鵬, 陳永富, 張懷清, 劉華 申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院資源信息研究所