基于图形复杂度的gis面要素几何信息量的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地理信息技术应用领域，具体涉及一种基于图形复杂度的GIS面要素 几何信息量的计算方法。
【背景技术】
[0002] 在地图定密、地图信息量计算等应用中，需要对地图要素的信息量进行量化，作为 地图所承载信息的丰富程度的判定标准。几何信息量作为地图信息量的重要组成，其科学 计算方法的研宄具有重要的研宄意义和应用价值。
[0003] 关于几何信息量的计算，李志林最先提出几何信息量这一概念，其主要思想是先 对地理要素进行Voronoi图划分，每个地理要素的Voronoi图面积作为该地理要素的势力 范围，再结合信息量计算的基本公式来计算地图几何信息量。刘慧敏等人在李志林的基础 上，主要考虑了地理要素的Voronoi图面积与地理要素的密度成反比关系，而对公式做了 改进。但无论是李志林的方法还是刘慧敏的方法，都只是单纯基于地理要素对应的Voronoi 图的面积，即其影响范围来进行定量分析，完全没有考虑要素本身的复杂程度，这种判断单 一，不直观，且准确度较低。
[0004] 要素本身的图形复杂度应是其几何信息量需着重考虑的因素之一，并且对于面要 素几何信息量的计算，其影响范围的划分应分为两种情况分别处理。一是针对面要素全覆 盖的情况，不需要进行Voronoi图划分，每个面要素自身的面积即为它们的影响范围；二是 面要素未完全覆盖的情况，则需要进行Voronoi图划分，来确定它们的影响范围。
【发明内容】
[0005] 为此，本发明综合考虑要素影响范围和要素本身的图形复杂度的基础上，提出一 种基于图形复杂度的GIS面要素几何信息量计算的方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
[0007] 基于图形复杂度的GIS面要素几何信息量的计算方法，首先，确定各面要素的影 响范围，计算影响范围系数；其次，计算每一面要素的图形复杂度；最后，根据每个面要素 的影响范围与每个面要素的图形复杂度，计算其几何信息量。
[0008] 所述方法的具体步骤如下：
[0009] 步骤一：加载GIS面要素集合M={niili= 1，2，…，n}，n表示面要素叫的个数；
[0010] 步骤二：基于图层的最小外包矩形R，计算每个面要素叫的影响范围系数ICoei，如 果面要素完全覆盖最小外包矩形R，则执行步骤三；否则，执行步骤四；
【主权项】
1. 基于图形复杂度的GIS面要素几何信息量的计算方法，其特征在于，首先，确定各面 要素的影响范围，计算影响范围系数；其次，计算每一面要素的图形复杂度；最后，根据每 个面要素的影响范围与每个面要素的图形复杂度，计算其几何信息量。
2. 根据权利要求1所述的基于图形复杂度的GIS面要素几何信息量的计算方法，其特 征在于，所述方法的具体步骤如下： 步骤一：加载GIS面要素集合M=ImiIi= 1，2，…，n}，n表示面要素叫的个数； 步骤二：基于图层的最小外包矩形R，计算每个面要素叫的影响范围系数ICoei,如果面 要素完全覆盖最小外包矩形R，则执行步骤三；否则，执行步骤四； 步骤三：依据公式（1)，计算面要素叫的影响范围系数ICoei
其中，Areai表示第i个面要素的面积，n表示面要素m个数； 步骤四：先对面要素集合M进行Voronoi剖分，得到影响范围后，再计算影响范围系数ICoe； 步骤五：依据公式（2)，计算每个面要素HIi的面积比系数ACoei;
其中，ACoei为第i个面要素的面积比系数，Areai为第i个面要素的面积，Si为与第i个面要素等周长的圆的面积，Ie[l，n]，n表示面要素叫的个数，ACoeiG[1，2); 步骤六：依据公式（3)，计算每个面要素Hii的弯曲系数BCoei BCoei=Li (3) 其中，BCoei为第i个面要素的面积比系数；圆Ci是以面要素Hii的质心为圆心，与Hli等面积的圆；LiS表征要素分块的系数，是指面要素Hli被圆Ci所分割出的分块数， LiG[1，+ 00 ]; 步骤七：依据公式（4)，计算每个面要素HIi的图形复杂度FComi FComi=ACoeiXBCoei (4) 其中，八&^与BCoei分别代表面要素mi的面积比系数和弯曲系数。 步骤八：依据公式（5)，计算面要素mi的几何信息量FInfori FInfori =FComjXICoei (5) 其中，？(：〇!1^与ICoei表示第i个面要素的图形复杂度和影响范围系数； 步骤九：依据公式（6)，计算面要素集合M的几何信息量GInfor
其中，n表示面要素叫的个数，FInfori表示第i个面要素m满几何信息量。
3. 根据权利要求2所述的基于图形复杂度的GIS面要素几何信息量的计算方法，其特 征在于，所述步骤四的具体过程如下： (a)将面要素集合M离散为点集P= {Pi(Xi，yi)|i= 1，2,…，k}，k为点要素的个数， 并使用点集P的"id"属性来记录该点所归属的面要素FID值； (b) 基于点集P，以图层的最小外包矩形R为界，生成Voronoi图V，并将点集P中各点 的"id"属性，赋给包含该点的相应Thicssen多边形凡的"id"属性； (c) 根据Thicssen多边形Ti的"id"属性，生成合并后的图V' ；将Voronoi图V中相 同的"id"属性值的Thicssen多边形Ti合并为一个多边形，多边形的面积即为面要素的影 响范围VAreai,VAreai表示"id" =i的面要素的影响范围； (d) 依据公式（7)，计算每个面要素的影响范围系数ICoei
其中，ICoei为第i个面要素的影响范围系数，VAreai为第i个面要素Hii的影响范围的 面积，MreY/为n个面要素影响范围的平均值，VAreamax为n个面要素影响范围的最大值，n 表示面要素Hli的个数。
【专利摘要】本发明公开了一种基于图形复杂度的GIS面要素几何信息量的计算方法。该方法步骤包括：首先，确定各面要素的影响范围，计算影响范围系数；其次，计算每一面要素的图形复杂度；最后，根据每个面要素的影响范围与每个面要素的图形复杂度，计算其几何信息量。本发明不仅将面要素的影响范围作为影响面要素几何信息量的因素，而且将面要素本身的图形复杂度也作为影响几何信息量的一个因素。相比于现有技术，本发明更能合理且准确地计算面要素的几何信息量。
【IPC分类】G06F17-30
【公开号】CN104715036
【申请号】CN201510117428
【发明人】姚蒙蒙, 李安波, 陈楹, 吴赛松
【申请人】南京师范大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月17日