专利名称：一种二维矢量地图的压缩方法
技术领域：
本发明属于WebGIS和移动GIS相关的矢量地图传输与存储领域，涉及 一种二维矢量地图的无损压縮方法。
背景技术：
随着GIS应用技术的日益普及，数字地图逐渐代替了传统的纸质地图成 为存储地理空间数据的主要载体。正由于网络技术以及无线联网技术的高速 发展，WebGIS技术和移动GIS技术应运而生，而这些技术的应用都对大量的 数字地图的高效存储和快速传输提出了要求，数字地图的高效压缩成了解决 该问题的关键。
与栅格地图的压縮方法不同，由于当前应用广泛的GIS系统(如 Maplnfo， ArcGIS)通常会将矢量地图的图形数据与属性数据分开存放，相 对于属性数据，包含图形与拓扑关系信息的图形数据(即点序集合)占绝大 比例数据量，因此图形数据的压縮方法成为矢量地图数据压縮效率的关键。 目前在矢量地图的有损压縮领域己经发展了多种算法，如Douglas-Peucker 算法等，但由于在某些精度要求比较高的场合采用有损压縮的方法将会导致 不可预知的错误，矢量地图无损压縮的研究具有了一定的现实意义，但目前 对这个领域的研究成果还比较少。己有研究成果提出了针对矢量地图中的经 纬坐标系矢量地图的压縮算法，但由于不同的时期、不同的区域、不同的用 途使得各种地图的坐标系存在很大的差异，该算法的应用存在缺陷。
如前所述，现有的成果并不支持各种不同的矢量地图，而只支持经纬坐 标系矢量地图的压缩。采用该算法，压縮之前必须先将其他坐标系，比如国 家坐标系、地方坐标系转化为经纬坐标系，然后再进行压縮。这样的方法必 然会增加运算量，而且由于转换过程中由于精度的限制，并不能保证数据在 转换过程中是无损的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二维矢量地图的无损压縮方法。 本发明的矢量地图的压縮方法包括矢量数据文件压縮和属性数据文件 压縮。
所述的矢量数据文件压縮是将矢量地图包含的矢量数据文件中的内容 按图层类型分开进行处理，具体是首先将文件中点类、线类、面类的图层 数据按照类型分开，然后将已分开的相同类型的图层数据中的坐标数据与属 性代码分开，最后将坐标数据与属性代码分开进行编码
对于属性代码采用消除冗余度的方法压縮数据量，就是将相同数据进行 合并，不同数据进行迭加；
对于坐标数据采用不规则系数预测编码方法进行压縮。
所述的属性数据文件压縮是将矢量地图包含的与矢量数据文件匹配的
属性数据文件通过BWT (Burrows-Wheeler-Transformation)算法进行压縮。 BWT算法为成熟的数据压縮方法。
所述的不规则系数预测编码方法的具体歩骤是
歩骤1、对所有坐标数据的坐标值的有效位数进行统一，X坐标与Y坐 标都以有效位数最多的坐标值作为标准，对于有效位数不足的坐标小数点后 补0，将统一后的坐标值转换成长整型整数；
歩骤2、保留第一个坐标数据的坐标，从第二个坐标数据开始，以第I 个坐标数据的X坐标值减去第1-1个坐标数据的X坐标值，得到的偏移量值 代替第I个坐标数据的X坐标值，并对偏移量值以长整型整数表示；同时， 从第二个坐标数据开始，以第I个坐标数据的Y坐标值减去第1-1个坐标数 据的Y坐标值，得到的偏移量值代替第I个坐标数据的Y坐标值，并对偏移 量值以长整型整数表示；
步骤3、将长整型整数的偏移量的值作为变换系数，存储该变换系数所 需的字节数为^l,x,<27_l 2，x,.<214_l 3，x,<22l_l
4, c^/zenWse
x,表示变换系数的数值，。^nv^表示除以上三种情况以外的其他所有情况 下；
步骤4、在每个坐标数据的变换系数前插入校验码，每个校验码的长度
为1个字节，包括八位，其中第一位是X坐标标志位、第二位和第三位是X
坐标数据段位、第四位是X坐标的正负号标志位、第五位是Y坐标标志位、
第六位和第七位是Y坐标数据段位、第八位是Y坐标的正负号标志位；
数据段位Dwa^/"e根据下式进行赋值 、'00"，"乂 =1
"01、 =2 "10"， "t =3
歩〗
:骤5、将每个坐标数据的变换系数和对应的校验码进行存储。
解码时，首先将属性数据文件进行BWT算法的逆变换，还原属性数据文 件。矢量数据文件则先由BWT算法的逆过程还原坐标数据和属性代码的变换 系数，然后根据校验码得到变换系数各属性值，由"基于不规则系数的预测 编码"的逆过程还原坐标数据；根据矢量地图格式及兼并算法的逆过程还原 文件头以及画笔画刷等属性代码，最终得到完整的矢量数据文件。
本发明在借鉴传统的文本或图像压縮技术特点的基础上，针对矢量地图 中矢量数据占绝大多数码量的特征，侧重于在编码端增加信息聚类处理模 块，并采用"基于不规则系数的预测编码"变换方法，可以去除矢量数据中 多余的信息并简化待编码的数据，从而可以降低编码解码复杂度，最后通过 成熟的BWT算法压縮变换系数，提高矢量地图压縮比。本发明方法可以提高 压縮效率，并降低编码解码复杂度。
具体实施例方式
维矢量地图的无损压縮方法采用如下步骤第一步将二维矢量地图中的矢量数据文件内容按图层类型分类，然后 将已分开的相同图层数据中的坐标数据与属性代码分开进行编码；
第二步对于属性代码采用消除冗余度的方法压縮数据量，就是将相同 数据进行合并，不同数据进行迭加；
第三步对于坐标数据采用不规则系数预测编码方法进行压縮，所述的 不规则系数预测编码方法的具体步骤是
歩骤l、对所有坐标数据的坐标值的有效位数进行统一，X坐标与Y坐 标都以有效位数最多的坐标值作为标准，对于有效位数不足的坐标小数点后 补0，将统一后的坐标值转换成长整型整数；
步骤2、保留第一个坐标数据的坐标，从第二个坐标数据开始，以第I 个坐标数据的x坐标值减去第i-i个坐标数据的X坐标值，得到的偏移量值 代替第I个坐标数据的X坐标值，并对偏移量值以长整型整数表示；同时， 从第二个坐标数据开始，以第I个坐标数据的Y坐标值减去第1-1个坐标数
据的Y坐标值，得到的偏移量值代替第I个坐标数据的Y坐标值，并对偏移
量值以长整型整数表示；
步骤3、将长整型整数的偏移量的值作为变换系数，存储该变换系数所
需的字节数为w,
—1,jc,<27-1
2, ;c,<214_l
H ，,
3, ;c,<22'-1
4, c^Aervv&e
x,表示变换系数的数值；
歩骤4、在每个坐标数据的变换系数前插入校验码，每个校验码的长度 为1个字节，包括八位，其中第一位是X坐标标志位、第二位和第三位是X 坐标数据段位、第四位是X坐标的正负号标志位、第五位是Y坐标标志位、 第六位和第七位是Y坐标数据段位、第八位是Y坐标的正负号标志位； 数据段位Z)ato^/"e根据下式进行赋值
7<formula>formula see original document page 8</formula>
歩骤5、将每个坐标数据的变换系数和对应的校验码进行存储。 第四歩二维矢量地图中的属性数据文件是和矢量数据文件一一匹配 的，相对来说这部分的数据比例是很小的，属性数据文件的压縮是将二维矢 量地图包含的与矢量数据文件匹配的属性数据文件通过成熟的数据压縮方
法BWT算法进行压缩。
权利要求
1、一种二维矢量地图的压缩方法，包括矢量数据文件压缩和属性数据文件压缩，其特征在于所述的矢量数据文件压缩是将矢量地图包含的矢量数据文件中的内容按图层类型分开进行处理，具体是首先将文件中点类、线类、面类的图层数据按照类型分开，然后将已分开的相同类型的图层数据中的坐标数据与属性代码分开，最后将坐标数据与属性代码分开进行编码对于属性代码采用消除冗余度的方法压缩数据量，就是将相同数据进行合并，不同数据进行迭加；对于坐标数据采用不规则系数预测编码方法进行压缩；所述的属性数据文件压缩是将矢量地图包含的与矢量数据文件匹配的属性数据文件通过BWT算法进行压缩；其中，对于坐标数据采用不规则系数预测编码方法进行压缩的具体步骤是步骤1、对所有坐标数据的坐标值的有效位数进行统一，X坐标与Y坐标都以有效位数最多的坐标值作为标准，对于有效位数不足的坐标小数点后补0，将统一后的坐标值转换成长整型整数；步骤2、保留第一个坐标数据的坐标，从第二个坐标数据开始，以第I个坐标数据的X坐标值减去第I-1个坐标数据的X坐标值，得到的偏移量值代替第I个坐标数据的X坐标值，并对偏移量值以长整型整数表示；同时，从第二个坐标数据开始，以第I个坐标数据的Y坐标值减去第I-1个坐标数据的Y坐标值，得到的偏移量值代替第I个坐标数据的Y坐标值，并对偏移量值以长整型整数表示；步骤3、将长整型整数的偏移量的值作为变换系数，存储该变换系数所需的字节数为nxxi表示变换系数的数值；步骤4、在每个坐标数据的变换系数前插入校验码，每个校验码的长度为1个字节，包括八位，其中第一位是X坐标标志位、第二位和第三位是X坐标数据段位、第四位是X坐标的正负号标志位、第五位是Y坐标标志位、第六位和第七位是Y坐标数据段位、第八位是Y坐标的正负号标志位；数据段位DataValue根据下式进行赋值步骤5、将每个坐标数据的变换系数和对应的校验码进行存储。
全文摘要
本发明涉及一种二维矢量地图的压缩方法。现有的压缩方法运算量大，并且数据在转换过程中有损伤。本发明方法包括矢量数据文件压缩和属性数据文件压缩。矢量数据文件压缩是将矢量地图包含的矢量数据文件中的内容按图层类型分开进行处理，将相同类型的图层数据中的坐标数据与属性代码分开进行编码，对于属性代码采用消除冗余度的方法压缩数据量，对于坐标数据采用不规则系数预测编码方法进行压缩。属性数据文件压缩是将矢量地图包含的与矢量数据文件匹配的属性数据文件通过BWT算法进行压缩。本发明方法可以提高压缩效率，并降低编码解码复杂度。
文档编号H04N7/26GK101483779SQ20091009559
公开日2009年7月15日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者云 凌, 古华茂, 勋 王 申请人:浙江工商大学