CN103345505B - 一种基于全球尺度剖分面片的空间对象拓扑关系判断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于全球尺度剖分面片的空间对象拓扑关系判断方法，包括以下步骤：步骤1：使用2n一维整型数组全球经纬剖分网格GeoSOT对影像的空间对象剖分面进行剖分，形成对影像的空间对象剖分面片表达，得到第一空间对象和第二空间对象；步骤2：对第一空间对象和第二空间对象分别构建外接矩形区域；步骤3：分别在外接矩形区域中标记其所对应的空间对象的边界、内部区域与外部区域；步骤4：使用栅格对象拓扑关系九交模型方法对第一空间对象和第二空间对象的拓扑关系进行判断。本发明是一种效率较高，可用于全球尺度剖分面片表达下的空间对象拓扑关系判断方法。

Description

一种基于全球尺度剖分面片的空间对象拓扑关系判断方法
技术领域
本发明属于地理空间信息的组织与空间关系计算领域，具体涉及一种基于全球尺度剖分面片的空间对象拓扑关系判断方法。
背景技术
地物的空间关系是人类最常用的基本空间概念之一，是人类进行空间活动的前提和基础。传统的空间关系分析与建模是在欧氏空间下进行的，而地球空间信息剖分的出发点是地球表面，是在一个球面流形空间上进行数据的组织和处理，因此，需要在深入研究地球剖分空间特征的基础上，对地球剖分下的空间距离、空间方位和空间拓扑关系进行重新定义和描述，形成适用于地球剖分的空间关系表达模型和分析方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种效率较高，可用于全球尺度剖分面片表达下的空间对象拓扑关系判断方法。
本发明所采用的技术方案是：一种基于全球尺度剖分面片的空间对象拓扑关系判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：使用2n一维整型数组全球经纬剖分网格GeoSOT对影像的空间对象剖分面进行剖分，形成对所述的影像的空间对象剖分面片表达，得到第一空间对象和第二空间对象；
步骤2：对所述的第一空间对象和第二空间对象分别构建外接矩形区域；
步骤3：分别在所述的外接矩形区域中标记其所对应的空间对象的边界、内部区域与外部区域；
步骤4：使用栅格对象拓扑关系九交模型方法对所述的第一空间对象和第二空间对象的拓扑关系进行判断。
作为优选，所述的构建外接矩形区域，其具体实现包括以下子步骤：
步骤2.1：计算所述的第一空间对象和第二空间对象的地物编码层级，使得可以用相同大小的剖分面片表示所述的第一空间对象和第二空间对象；
步骤2.2：通过现有空间对象的剖分面片表达计算所述的第一空间对象和第二空间对象外包络矩形大小并据此分别建立一个二维标记数组。
作为优选，所述的计算所述的第一空间对象和第二空间对象外包络矩形大小，若需要进行外包络矩形计算的空间对象出现跨越东经0度或西经180度线的情况，则需将西半球面片移动至东经0度以东，形成虚拟的外包络矩形。
作为优选，所述的计算所述的第一空间对象和第二空间对象外包络矩形大小，计算外包络矩形以剖分面片个数为单位，若计算得到的外包络矩形长宽分别为m,n，则所述的二维标记数组的大小为（m+2）*（n+2）。
本发明相对于现有技术，是一种效率较高，可用于全球尺度剖分面片表达下的空间对象拓扑关系判断方法。
附图说明
图1：是本发明实施例的流程图。
图2：是本发明实施例的空间实体标记示意图。
图3：是本发明实施例的跨越东经0度或西经180度线时外包络矩形计算处理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步阐述本发明技术方案。
请见图1，本发明所采用的技术方案是：一种基于全球尺度剖分面片的空间对象拓扑关系判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：使用2n一维整型数组全球经纬剖分网格GeoSOT对影像的空间对象剖分面进行剖分，形成对影像的空间对象剖分面片表达，得到第一空间对象A和第二空间对象B。
步骤2：对第一空间对象和第二空间对象分别构建外接矩形区域，其具体实现包括以下子步骤：
步骤2.1：计算第一空间对象A和第二空间对象B的地物编码层级，使得可以用相同大小的剖分面片表示第一空间对象和第二空间对象，如果空间对象的地物编码层级较高，则需将地物编码层级较高的空间对象进一步剖分至较低地物编码层级上；
本实施例中，首先计算给定的两个空间对象的地物编码层级L1,L2与二者之间最小值之差；
L1D=L1-min(L1,L2)
L2D=L2-min(L1,L2)
然后通过L1D,L2D来计算其空间对象的实体表示，将较大剖分地物编码层级表示的空间对象投影到更低层级上，利用较小的剖分面片来表示空间对象。
步骤2.2：通过现有空间对象的剖分面片表达计算第一空间对象和第二空间对象外包络矩形大小并据此分别建立一个二维标记数组；计算外包络矩形以剖分面片个数为单位，若计算得到的外包络矩形长宽分别为m,n，则二维标记数组的大小为（m+2）*（n+2）；
请见图2，通过现有空间对象的剖分面片表达构建外接矩形区域，具体做法是分别遍历空间对象A和空间对象B的所有面片（在使用包络矩形加标记栅格表示中为栅格标识），查找每一个面片的八邻域，如果发现有未标记为当前空间对象的面片，则将其标记为边界；其具体实现包括一下子步骤：
步骤2.2.1：对构建得到的外包络矩形在上、下、左、右四个方向各扩展一个面片的大小；
步骤2.2.2：重新计算空间对象A和空间对象B的面片的位置并标记，假设原先标记位置为（x，y），那么现在的标记位置为（x+1，y+1）；
步骤2.2.3：对外包络矩形内部已标记为空间A和空间对象B的面片进行遍历并查找8邻域上未标记的面片，将找到的面片标记为边界。
步骤3：分别在外接矩形区域中标记其所对应的空间对象的边界、内部区域与外部区域；
本实施例中，在二维数组中标记空间对象内部、外部以及边界，如将内部标记为0，将外部标记为1，将边界标记为-1；
步骤4：使用栅格对象拓扑关系九交模型方法对第一空间对象和第二空间对象的拓扑关系进行判断。
请见图3，在空间对象实体的表达中也存在东西半球交汇问题，计算第一空间对象和第二空间对象外包络矩形大小，若需要进行外包络矩形计算的空间对象出现跨越东经0度或西经180度线的情况，则需将西半球面片移动至东经0度以东，形成虚拟的外包络矩形，在虚拟的扩展范围上表示空间对象实体，最后在转为实际的面片编码时再将其映射到实际的面片位置上。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于全球尺度剖分面片的空间对象拓扑关系判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：使用2n一维整型数组全球经纬剖分网格GeoSOT对影像的空间对象剖分面进行剖分，形成对所述的影像的空间对象剖分面片表达，得到第一空间对象和第二空间对象；
步骤2：对所述的第一空间对象和第二空间对象分别构建外接矩形区域；其具体实现包括以下子步骤：
步骤2.1：计算所述的第一空间对象和第二空间对象中的地物编码层级，使得可以用相同大小的剖分面片表示所述的第一空间对象和第二空间对象；并将地物编码层级较高的空间地物进一步剖分至较低编码层级上；
步骤2.2：通过现有空间对象的剖分面片表达计算所述的第一空间对象和第二空间对象外接矩形大小并据此分别建立一个二维标记数组；
步骤3：分别在所述的外接矩形区域中标记其所对应的空间对象的边界、内部区域与外部区域；
步骤4：使用栅格对象拓扑关系九交模型方法对所述的第一空间对象和第二空间对象的拓扑关系进行判断。
2.根据权利要求1所述的基于全球尺度剖分面片的空间对象拓扑关系判断方法，其特征在于：所述的计算所述的第一空间对象和第二空间对象外接矩形大小，若需要进行外接矩形计算的空间对象出现跨越东经0度或西经180度线的情况，则需将西半球面片移动至东经0度以东，形成虚拟的外接矩形。
3.根据权利要求1所述的基于全球尺度剖分面片的空间对象拓扑关系判断方法，其特征在于：所述的计算所述的第一空间对象和第二空间对象外接矩形大小，计算外接矩形以剖分面片个数为单位，若计算得到的外接矩形长宽分别为m,n，则所述的二维标记数组的大小为（m+2）*（n+2）。
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