CN101435708B - 移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法 - Google Patents

移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法。本发明针对现有技术无法对矢量地图进行实时漫游与缩放操作的不足，提出一种移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法。其技术方案的要点是：a.对矢量地图进行预处理；b.根据矢量地图中的要素对象的几何特点进行建模；c.根据要素对象的重要性不同进行显示等级的划分；d.建立四叉树索引体系结构，包括一级索引文件和二级索引文件；e.利用一级索引文件索引到省级地图文件和二级索引文件，通过二级索引文件得到地图数据在矢量地图文件中的外存地址；f.根据矢量地图文件中的外存地址找到地图数据后进行加载显示。本发明的有益效果是：可实时对矢量地图进行漫游、缩放操作。

Description

移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法
技术领域
本发明涉及图像处理显示技术，具体的说是涉及移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法。
背景技术
嵌入式计算机技术的飞速发展和社会需求的快速推动，使得GIS(地理信息系统)技术已经在城市智能交通系统、车辆导航系统、个人位置服务系统等嵌入式系统中等得到广泛应用，经济和社会效益显著，它们较多是以存取矢量地图数据格式来执行地图显示等功能。同台式计算机或图形工作站相比，一般嵌入式GIS处理器速度较慢、存储器容量较小和缺乏浮点协处理器，而与之相矛盾的是地理信息数据量大、数据类型复杂和运算任务重。因此在移动导航设备上做频繁的地图平移、放大和缩小操作时容易出现刷新延时和屏幕抖动。现有技术在移动导航设备中矢量地图漫游与缩放是通过网格化的方式进行的。网格化的方式也是索引技术的一种，是一种传统的索引技术。其实现简单，只需要对矢量地图进行网格平分即可。因为要素对象(兴趣点，道路等)在地图中的分布一般都是不均匀的，所以最后每个网格中的要素对象个数分配不合理，因此浪费储存的空间。且由于没有对整个矢量地图进行合理划分等，在加载时容易出现冗余，不具有实时性。现有技术缺乏一种在移动导航设备中做到矢量地图实时漫游与缩放的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提出一种移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法，包括以下步骤：
a.对矢量地图进行预处理，包括数据的压缩及要素对象的合并；其中数据的压缩：分为坐标点的有损压缩与坐标点的无损压缩，次序是先进行有损压缩，删除不必要的点，然后进行无损压缩，将空间数据变为相对坐标；要素对象的合并：在显示数据中，对高等级道路层进行必要的合并操作；
b.根据矢量地图中的要素对象的几何特点进行建模：按照矢量地图的要素对象的几何特点设计矢量地图的主文件与多个空间索引文件，主文件负责记录要素对象的属性信息与几何信息，相应的空间索引文件负责记录要素对象在主文件中的偏移地址和所占空间大小，所述要素对象按几何特点分为：点模型、线模型和多边形模型；
c.根据要素对象的重要性不同进行显示等级的划分；
d.建立四叉树索引体系结构，包括一级索引文件和二级索引文件；
e.利用一级索引文件索引到省级地图文件和二级索引文件，通过二级索引文件得到地图数据在矢量地图文件中的外存地址；
f.根据矢量地图文件中的外存地址找到地图数据，并进行加载显示。
所述步骤c中，只对道路层和兴趣点层两种要素对象进行显示等级划分。
进一步有，对道路层划分为5个图层，对兴趣点层划分为4个图层。
本发明的有益效果是：可以实时对矢量地图进行漫游、缩放操作，大大提高了索引的效率。
附图说明
图1为发明的方法流程图；
图2为本发明中的四叉树体系结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明中的移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法包括以下步骤：a.对矢量地图进行预处理，包括数据的压缩及要素对象的合并；b.根据矢量地图中的要素对象的几何特点进行建模；c.根据要素对象的重要性不同进行显示等级的划分；d.建立四叉树索引体系结构，包括一级索引文件和二级索引文件；e.利用一级索引文件索引到省级地图文件和二级索引文件，通过二级索引文件得到地图数据在矢量地图文件中的外存地址；f.根据矢量地图文件中的外存地址找到地图数据，并进行加载显示。
在具体实施上，首先需要对矢量地图进行预处理，预处理包括数据的压缩及要素对象的合并。其中数据的压缩：分为坐标点的有损压缩与坐标点的无损压缩，次序是先进行有损压缩，删除不必要的点；然后进行无损压缩，将空间数据变为相对坐标，以减少单个坐标点的存储空间，并提高处理器的处理效率。要素对象的合并：在显示数据中，可以对高等级道路层进行必要的合并操作，以减少在加载要素时的循环次数，提高加载效率。
第二步是根据矢量地图中的要素对象的几何特点进行建模，根据要素对象的几何特点可以分为：点模型(如兴趣点)、线模型(如道路)、多边形模型(如河流、公园等)，对这些要素对象的建模过程实际上就是矢量地图文件的设计过程。整个矢量地图文件可分为：主文件与多个空间索引文件，矢量地图文件中最小单位为要素对象，要素对象的几何信息可以分为点、线、多边形。主文件负责记录要素对象的属性信息与几何信息，相应的空间索引文件负责记录要素对象在主文件中的偏移地址和所占空间大小。
第三步是对矢量地图的分级，即根据要素对象的重要性不同进行显示等级的划分，一般来说，我们只对道路层与兴趣点层进行等级划分，如：根据道路的不同等级可以将道路层划分为5个单独的道路层，将兴趣点层划分为4个单独的兴趣点层，这样划分便于地图缩放等级的设置，可结合显示比例尺进行加载显示处理，实现了矢量地图的垂直划分。
第四步是建立快速的四叉树索引体制，包括建立一级索引文件与二级索引文件，其中一级索引文件可采用二元组(K，P)的形式，K为省份的ID，P为省级文件与二级索引文件的外存地址，然后以省份为单位形成一级索引文件。二级索引文件的建立就是要建立四叉树结构，主要是建立两个函数，即插入函数及查询函数，其中插入函数：insert(经纬度范围，要素对象的偏移地址)，经纬度范围为要素对象的经纬度；要素对象的偏移地址为该要素对象在主文件中的位置；查询函数：query(经纬度范围，要素对象的偏移地址集合)，查询函数是用于在确定一个经纬度范围后，需要加载该范围内的要素对象，此范围内的要素对象必然不止一个，所以把查询出来的所有要素对象的偏移地址都保存到要素对象偏移地址集合中，以便进行一定范围内的矢量地图要素的加载显示。建立上述两个函数后即形成一个四叉树结构，其形式如附图2所示，左边部分整个方框代表整个矢量地图，1-16代表矢量地图中的要素对象，首先把左边整个矢量地图看成是四叉树的根节点R，再对象整个矢量地图进行四等分，在四等分的过程中，把与等分线相交的要素对象找出，如图中所示为3和13两个要素对象，再把这两个要素对象添加到根节点中，形成R[3，13]；接着分别对四等分后的四个区域(在四叉树中以NW、NE、SW、SE四个节点代替)进行同样四等分及找出与等分线相交的要素对象操作。如NW所对应的矢量地图块(以整个矢量地图中心点为中心的左上角矩形块)中与等分线相交的要素对象为2、5、6三个，将这三个要素对象添加到中间节点中，形成NW[2，5，6]，此后再进行重复上述操作，直到要素对象被划分完毕为止，这里不再赘述。
在进行矢量地图加载显示时，先进行一级索引，根据图幅号索引到省级地图文件和二级索引文件，再通过二级索引文件得到地图数据在矢量地图文件中的外存地址，最后根据矢量地图文件中的外存地址找到地图数据，并进行加载显示。
通过本发明的方法解决了现有技术中不能实时对矢量地图进行漫游、缩放操作，通过建立四叉树索引结构也提高了索引效率。

Claims (3)

1.移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法，包括以下步骤：
a.对矢量地图进行预处理，包括数据的压缩及要素对象的合并；其中数据的压缩：分为坐标点的有损压缩与坐标点的无损压缩，次序是先进行有损压缩，删除不必要的点，然后进行无损压缩，将空间数据变为相对坐标；要素对象的合并：在显示数据中，对高等级道路层进行必要的合并操作；
b.根据矢量地图中的要素对象的几何特点进行建模：按照矢量地图的要素对象的几何特点设计矢量地图的主文件与多个空间索引文件，主文件负责记录要素对象的属性信息与几何信息，相应的空间索引文件负责记录要素对象在主文件中的偏移地址和所占空间大小，所述要素对象按几何特点分为：点模型、线模型和多边形模型；
c.根据要素对象的重要性不同进行显示等级的划分；
d.建立四叉树索引体系结构，包括一级索引文件和二级索引文件；
e.利用一级索引文件索引到省级地图文件和二级索引文件，通过二级索引文件得到地图数据在矢量地图文件中的外存地址；
f.根据矢量地图文件中的外存地址找到地图数据，并进行加载显示。
2.如权利要求1所述的移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法，其特征在于：所述步骤c中，只对道路层和兴趣点层两种要素对象进行显示等级划分。
3.如权利要求2所述的移动导航设备中矢量地图的实时漫游与缩放的方法，其特征在于：对道路层划分为5个图层，对兴趣点层划分为4个图层。
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