一种基于多级格网的多边形集合求并方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于多级格网的多边形集合求并方法。它包括以下步骤：1）计算多边形集合最小外包矩形的相关信息；2）计算多边形总面积占最小外包矩形的比例；3）将多边形集合的最小外包矩形划分为n×n个格网；4）遍历所有多边形，根据中心坐标将它划分到相应格网中；5）若格网中包含的多边形数量大于50，利用四分法再次划分格网。重复步骤5），直到所有格网中多边形个数符合要求；6）对所有格网子集由下而上进行级联求并，获得过程多边形集合；7）对该过程多边形集合进行级联求并，得到最终结果。本发明充分利用了多级格网的灵活性与级联求并的高效性，提高了多边形集合的求并效率。本方法在各种图形处理工作中应用前景非常大。
【专利说明】—种基于多级格网的多边形集合求并方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多边形集合求并的方法，尤其涉及一种基于多级格网的多边形集合求并方法。
【背景技术】
[0002]多边形集合求并，是计算机图形学以及GIS (geographic information system,地理信息系统)的基本问题之一，其算法效率体现在能否根据多边形的邻近度优化求并顺序。因此如何对多边形集合数据进行合理、高效的组织与调度，是其关键所在。一个有效的求并算法可以减少求并过程中产生的冗余节点，进而降低整个求并过程的冗余度，减少系统内存的占用，提高求并效率。
[0003]传统的多边形求并算法主要有逐个求并法、分组求并法，这两种算法主要是从程序编写实现的角度出发，没有考虑优先合并邻近多边形，导致求并效率不高。Ramsey提出了基于STR (sort-tile-recursive)树索引的多边形级联求并法(cascaded union),首先对多边形集合建立STR树索引，由于该索引中相邻节点对应的多边形也基本相邻，所以合并效率得到提高，但大数据量中可能出现疏密不同的多边形区域，这些密度不同的高畸变区域会影响级联求并法的性能；张华鑫等采用规则格网与STR树相结合的方式对级联求并算法进行改进，一定程度上解决了级联求并法在多边形畸变区域上效率降低的问题，但仍有不足之处，由于规则格网无 法根据数据的畸变程度灵活变化，使得面对不同的数据，无法界定多大的格网才最适合对多边形进行分组。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于多级格网的多边形集合求并方法。
[0005]基于多级格网的多边形集合求并方法包括如下步骤:
[0006]I)计算多边形集合的最小外包矩形,记录边界坐标Xmin, Xmax, Ymin, Ymaxo记最小外包矩形在X轴上的长度Lx = Xmax-Xmin,在y轴上的长度Ly = Ymax-Ymin,则最小外包矩形面积Smbe — Lx X Ly ;
[0007]2)计算多边形总面积S占Smbk的比例P = S/S胃，若需要合并的多边形铺满整个外包矩形，则多边形数量Nmbk = N/P ；
[0008]3)划分格网时只要保证每个格网内部的多边形数量在100即可，则需要用NmbeZIOO的格网来分割整个最小外包矩形，则取
【权利要求】
1.一种基于多级格网的多边形集合求并方法，其特征在于包括如下步骤: .1)计算多边形集合的最小外包矩形，记录边界坐标min，Xmax，Ymin，Ymax。记最小外包矩形在X轴上的长度Lx = Xmax_Xmin?在Y轴上的长度Ly = Ymax_Ymin，则取小外包矩形面积Smbr =Lx X Ly ； .2)计算多边形总面积S占Smax的比例P= S/Smax，若需要合并的多边形铺满整个外包矩形，则多边形数量N胃=N/P ； .3)划分格网时只要保证每个格网内部的多边形数量在100即可，则需要用Nmax/100的格网来分割整个最小外包矩形，则取
2.根据权利要求1所述的一种基于多级格网的多边形集合求并方法，其特征在于所述的步骤I)包括: (1)记录多边形集合的最小外包矩形的边界为Xmin，Xmax,Ymin, Ymax ； (2)计算多边形集合的最小外包矩形在X轴上的长度:
Lx — Xmax-Xmin 在y轴上的长度:
LY-Y—-Ymin (2) (3)计算多边形集合的最小外包矩形面积:
Smbe — LxXLy (3)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤2)包括: 计算所有多边形的面积总和S，得到所有多边形的面积总和S占多边形集合的最小外包矩形面积S胃的比例: P = S/S臓(4) 若需要求并的多边形集合铺满整个多边形集合的最小外包矩形面积，则多边形数量为:
Nmbe = N/P (5)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤3)包括: (O对多边形集合进行一级规则格网划分，划分格网时需保证每个格网内部的多边形数量在100即可，用多边形数量Ν-ΛΟΟ的格网来分割整个最小外包矩形，取
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤4)包括: 对所有待求并的多边形进行遍历，计算多边形对应外包矩形的中心(X，y)，并与格网的角点坐标进行比较，对于格网Eij，若能满足条件
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤5)包括: 若子集Sij中包含的多边形数量大于50，利用四分法再次划分格网，视为子集Eijtl, Eijl, Eij2, Eij3,获取子格网对应的各个角点坐标，子集Eijtl各角点坐标分别为:
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤6)包括: (1)级联求并算法，通过建立多边形集合的STR树索引，对格网内多边形进行排序,并依次进行求并； (2)优先对子格网中的多边形集合进行级联求并，接着再对子格网求并的过程多边形结果进行求并，得到ηΧη个过程多边形的集合T，即每个一级规则格网对应的多边形求并的结果集。
【文档编号】G06T1/00GK103440611SQ201310317536
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】张丰, 杜震洪, 刘仁义, 黄志
申请人:浙江大学