CN103971586B

CN103971586B - 电子地图生成方法及装置

Info

Publication number: CN103971586B
Application number: CN201310039634.3A
Authority: CN
Inventors: 吴中恒; 彭百川; 贾双成
Original assignee: Navinfo Co Ltd
Current assignee: Navinfo Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: CN103971586A

Abstract

本发明提供一种电子地图生成方法及装置，属于电子地图数据领域。其中，该电子地图生成方法包括：将原始地图数据中的多边形分解为至少一个弧段，并记录多边形与弧段之间的组成关系；根据所需比例尺对所述弧段进行形状点化简操作，得到与弧段对应的折线段；根据所记录的组成关系利用所述折线段组成新的多边形。本发明的技术方案能够基于大比例尺地图数据，生成多比例尺的电子地图，并提高生成的电子地图的质量。

Description

电子地图生成方法及装置

技术领域

本发明涉及电子地图数据领域，特别是指一种电子地图生成方法及装置。

背景技术

现有导航数据内业生产技术中，大比例尺地图拥有形状点足够丰富密集的多边形面要素，为了使多边形面要素在小比例尺地图中显示，需要对其进行综合处理，目前业内大多数采用如下几种方式：

一、不对多边形面要素进行综合处理，直接将大比例尺中适用的密集形状点的多边形面要素，放在小比例尺地图中使用；

二、采用人工方式进行综合处理，提取原始多边形的形状特征点，并减少形状点数目，通过人工维护的方式控制拓扑裂缝的产生，对多边形在不同的比例尺下进行制图综合处理；

三、采用程序自动化的方式进行综合处理。

第一种综合处理方式中，由于未对多边形面要素进行简化，形状点数据冗余将会过于巨大，不仅占用太多的存储空间，同时会导致地图绘制效率低下。

第二种综合处理方式中，由于采用人工方式进行处理，因此有如下几个缺点：一是人工检查工作量巨大，成本高昂；二是不同的人检查的效果不同，不具有可重复性；三是难以进行质量控制；四是容易出现人工误操作，发生数据错误。

第三种综合处理方式中，当前采用的自动化程序可能会导致综合后的多边形之间有拓扑裂缝。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电子地图生成方法及装置，能够基于大比例尺地图数据，生成多比例尺的电子地图，并提高生成的电子地图的质量。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种电子地图生成方法，包括：

将原始地图数据中的多边形分解为至少一个弧段，并记录多边形与弧段之间的组成关系；

根据所需比例尺对所述弧段进行形状点化简操作，得到与弧段对应的折线段；

根据所记录的组成关系利用所述折线段组成新的多边形。

进一步地，所述记录多边形与弧段之间的组成关系包括：

记录组成多边形的所有弧段的标识、弧段在多边形中的序号、弧段的起点坐标和终点坐标。

进一步地，所述记录多边形与弧段之间的组成关系还包括：

记录被至少一个多边形公用的弧段。

进一步地，所述根据所需比例尺对所述弧段进行形状点化简操作，得到与弧段对应的折线段包括：

步骤a：将弧段的首尾虚连一条直线，求出组成弧段的各个形状点到该直线的距离；

步骤b：将形状点到直线的最大距离与预设阈值进行比较，若所述最大距离小于预设阈值，则只保留首尾的形状点，转向步骤d；若所述最大距离不小于预设阈值，则保留所述最大距离对应的形状点，转向步骤c；

步骤c：利用所述最大距离对应的形状点将原弧段分成两个子弧段，对于每个子弧段，将子弧段的首尾虚连一条直线，求出组成子弧段的各个形状点到该直线的距离，转向步骤b；

步骤d：将保留的形状点相连得到折线段。

进一步地，所述根据所记录的组成关系利用所述折线段组成新的多边形包括：

根据所记录的组成多边形的所有弧段的标识、弧段在多边形中的序号、弧段的起点坐标和终点坐标，利用与所有弧段对应的折线段组成新的多边形。

本发明实施例还提供了一种电子地图生成装置，包括：

存储模块，用于将原始地图数据中的多边形分解为至少一个弧段，并记录多边形与弧段之间的组成关系；

处理模块，用于根据所需比例尺对所述弧段进行形状点化简操作，得到与弧段对应的折线段；

重组模块，用于根据所记录的组成关系利用所述折线段组成新的多边形。

进一步地，所述存储模块具体用于记录组成多边形的所有弧段的标识、弧段在多边形中的序号、弧段的起点坐标和终点坐标。

进一步地，所述存储模块还用于记录被至少一个多边形公用的弧段。

进一步地，所述处理模块具体用于执行以下步骤：

步骤d：将保留的形状点相连得到折线段。

进一步地，所述重组模块具体用于根据所记录的组成多边形的所有弧段的标识、弧段在多边形中的序号、弧段的起点坐标和终点坐标，利用与弧段对应的折线段组成新的多边形。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，将原始的大比例尺地图数据中的多边形分解为至少一个弧段，并记录多边形与弧段之间的组成关系，根据所需比例尺对弧段进行形状点化简操作，得到与弧段对应的折线段，之后再根据所记录的组成关系利用折线段组成新的多边形。本发明的技术方案通过形状点化简操作，保持了多边形的拓扑关系，并且不会出现拓扑缝隙，或者彼此之间压盖，能够基于大比例尺地图数据，生成多比例尺的电子地图，并提高生成的电子地图的质量。

附图说明

图1为本发明实施例的电子地图生成方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的电子地图生成装置的结构框图；

图3为本发明实施例的组成弧段的形状点示意图；

图4为本发明实施例的对弧段进行形状点化简操作的示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明的实施例提供一种电子地图生成方法及装置，能够基于大比例尺地图数据，生成多比例尺的电子地图，并提高生成的电子地图的质量。

图1为本发明实施例的电子地图生成方法的流程示意图，如图1所示，本实施例包括：

步骤101：将原始地图数据中的多边形分解为至少一个弧段，并记录多边形与弧段之间的组成关系；

步骤102：根据所需比例尺对弧段进行形状点化简操作，得到与弧段对应的折线段；

步骤103：根据所记录的组成关系利用折线段组成新的多边形。

进一步地，步骤101包括：

进一步地，步骤102包括：

步骤b：将形状点到直线的最大距离与预设阈值进行比较，若最大距离小于预设阈值，则只保留首尾的形状点，转向步骤d；若最大距离不小于预设阈值，则保留最大距离对应的形状点，转向步骤c；

步骤c：利用最大距离对应的形状点将原弧段分成两个子弧段，对于每个子弧段，将子弧段的首尾虚连一条直线，求出组成子弧段的各个形状点到该直线的距离，转向步骤b；

步骤d：将保留的形状点相连得到折线段。

进一步地，步骤103包括：

图2为本发明实施例的电子地图生成装置的结构框图，如图2所示，本实施例包括：

存储模块20，用于将原始地图数据中的多边形分解为至少一个弧段，并记录多边形与弧段之间的组成关系；

处理模块21，用于根据所需比例尺对弧段进行形状点化简操作，得到与弧段对应的折线段；

重组模块22，用于根据所记录的组成关系利用折线段组成新的多边形。

进一步地，存储模块20具体用于记录组成多边形的所有弧段的标识、弧段在多边形中的序号、弧段的起点坐标和终点坐标。

进一步地，存储模块20还用于记录被至少一个多边形公用的弧段。

进一步地，处理模块21具体用于执行以下步骤：

步骤d：将保留的形状点相连得到折线段。

进一步地，重组模块22具体用于根据所记录的组成多边形的所有弧段的标识、弧段在多边形中的序号、弧段的起点坐标和终点坐标，利用与弧段对应的折线段组成新的多边形。

下面结合具体的实施例对本发明的电子地图生成方法进行进一步地介绍：

在大比例尺地图中，多边形面要素的形状点越多，那么能显示出来的细节也越丰富，能提供出来的地图信息也越多，同时地图的显示效果也将会更好。在大比例尺地图中，足够多的形状点，能更好的表达多边形的局部细节特征，更丰富的展示地图中面要素的细节，给用户以更多的信息量。

在小比例尺地图中，如果多边形要素也使用像大比例尺地图中那么多的形状点，即如果在小比例尺地图中使用与大比例尺地图中同样多的形状点来表达多边形面要素将会有些多余，因为在小比例尺地图中，面要素的局部特征已经无法被人们肉眼观察，人们能得到的仅仅是一个宏观的形状特征，而表达这一个形状特征信息，是根本不需要像大比例尺地图中那么多的形状点，只要少数数量的形状点，就能将这个小比例尺地图中的面要素较好地表达出来。在小比例尺地图中，使用太多的形状点，会增大数据存储的空间，并且在进行地图绘制的时候需要绘制更多的数据点。

在小比例尺地图中，使用比大比例尺地图中少的形状点就可以维持多边形的形状特征，但有可能会出现拓扑裂缝。比如，在100米比例尺地图中，对朝阳公园的湖泊用了较多的形状点来表达；而在200米比例尺下的数据中，因为做了形状点化简操作，使用更少的形状点来表达朝阳公园的湖泊、绿地等，湖泊与绿地之间有可能出现一些空白间隙，这就是因为在形状点化简的过程中，没有考虑到拓扑关系，仅仅对多边形面要素局部化简导致的。

本发明实施例的电子地图生成方法能够基于大比例尺地图数据，生成多比例尺的电子地图，并避免拓扑裂缝的出现，该电子地图生成方法包括以下步骤：

步骤1：初始化多边形，将多边形分解为至少一个弧段，并记录多边形与弧段之间的组成关系；

在原始的大比例尺地图数据中，每个多边形都是由多个形状点组成的，比如对于多边形A，其由形状点序列（p1,p2，…,pn）组成。如图3所示，多边形a1由p1,p2,p3,p4组成；多边形a2由p5,p6,p7,p8组成。

之后根据多边形的构造形成以下几个表结构：

Area Table:

Area Table记录了多边形与组成它的弧段之间的构成关系。

Line Table：

ID(主键)

LID（弧段ID）

PS（起点坐标）

PE（终点坐标）

Line Table记录了弧段与形状点之间的构成关系，其中PS为该弧段的起点坐标，PE为该弧段的终点坐标。

Line Line Table:

ID(主键)

LIDA（弧段ID）

LIDB（弧段ID）

Line Line Table为弧段关系表，记录了弧段与弧段之间的关系。

之后基于初始化的多边形坐标信息，填充Area Table、Line Table的内容，如根据图3所示的多边形，填充Area Table、Line Table的内容如下：

Area Table:

Line Table:

ID(主键)	LID（弧段ID）	PS（起点坐标）	PE（终点坐标）
				1	p1p2	p1	p2
2	p2p3	p2	p3
				3	p3p4	p3	p4
4	p4p5	p4	p5
				5	p5p6	p5	p6
6	p6p7	p6	p7
				7	p7p8	p7	p8
8	p8p5	p8	p5

以Line Table为输入，计算起点与终点相同的弧段，即对于LID1和LID2，存在PS1=PS2，并且PE1=PE2（或者PE1=PS2，并且PS1=PE2），这样的弧段，认为其是重叠在一起的弧段，记录在Line Line Table表中，记录为：

ID(主键)	LIDA（弧段ID）	LIDB（弧段ID）
			1	p2p3	p5p6
2	p5p6	p2p3

以Area Table和Line Line Table为输入，计算多边形是由哪些弧段组成，记录成以下形式：

Area Pline Table:

Pline Line Table:

ID(主键)	PID（弧段ID）	LID（弧段ID）
			1	1	p1p2
2	2	p2p3
			3	3	p3p4
4	4	p4p5
			5	6	p6p7
6	7	p7p8
			7	8	p8p5

对于同时属于两个多边形的弧段，在Pline Line Table表中，仅仅记录一次。

经过上面的处理，多边形已经被分解为多个弧段，同时，被两个多边形公用的弧段，也已经单独记录下来。

步骤2：对弧段进行形状点化简操作，得到与弧段对应的折线段；

此步骤中，输入为弧段的形状点，记录为PLine:(p1,p2，…,pn)对此弧段进行形状点化简。

实现形状点化简操作的具体过程是：先将弧段的首尾形状点虚连一条直线，求出弧段其余各形状点到该直线的距离，取其中的最大距离与预设的阈值相比较，若该最大距离小于阈值，则将直线两端间各形状点全部舍去，只保留弧段的首尾形状点；若该最大距离不小于阈值，则将离该直线距离最大的形状点保留，并根据该形状点将原弧段分成两子弧段，对每一子弧段再重复以上步骤，直至结束。

之后将保留的形状点相连即得到与弧段对应的折线段。经过形状点化简操作后，保留的形状点的点数随阈值的增大而减少，在实际应用时可以根据化简的结果随时调整阈值，也可以根据所需的比例尺预先设定阈值。如图4所示，0为原始的弧段，4为经过形状点化简操作后得到的与原始的弧段对应的折线段。

步骤3：利用得到的折线段重组多边形。

按照Area Pline Table表记录的关系，用步骤2中得到的折线段重新组成多边形。

通过上述步骤构造出来的新多边形，经过了形状点化简操作，但保持了多边形的拓扑关系，不会出现拓扑缝隙，或者彼此之间压盖。在上述技术方案中，通过调整阈值的值，可以基于原始的大比例尺地图数据，生成多比例尺的电子地图，并能够提高生成的电子地图的质量。

此说明书中所描述的许多功能部件都被称为模块，以便更加特别地强调其实现方式的独立性。

本发明实施例中，模块可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同物理上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成模块并且实现该模块的规定目的。

实际上，可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同程序当中，以及跨越多个存储器设备分布。同样地，操作数据可以在模块内被识别，并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上（包括在不同存储设备上），并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于系统或网络上。

在模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成（VLSI）电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。

在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并不能用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种电子地图生成方法，其特征在于，包括：

将原始地图数据中的多个多边形分解为至少一个弧段，并记录多边形与弧段之间的组成关系；

根据所记录的组成关系利用所述折线段组成新的多边形；

所述记录多边形与弧段之间的组成关系包括：

2.根据权利要求1所述的电子地图生成方法，其特征在于，所述记录多边形与弧段之间的组成关系还包括：

记录被至少一个多边形公用的弧段。

3.根据权利要求1所述的电子地图生成方法，其特征在于，所述根据所需比例尺对所述弧段进行形状点化简操作，得到与弧段对应的折线段包括：

步骤d：将保留的形状点相连得到折线段。

4.根据权利要求1或3所述的电子地图生成方法，其特征在于，所述根据所记录的组成关系利用所述折线段组成新的多边形包括：

5.一种电子地图生成装置，其特征在于，包括：

存储模块，用于将原始地图数据中的多个多边形分解为至少一个弧段，并记录多边形与弧段之间的组成关系；

重组模块，用于根据所记录的组成关系利用所述折线段组成新的多边形；

所述存储模块具体用于记录组成多边形的所有弧段的标识、弧段在多边形中的序号、弧段的起点坐标和终点坐标。

6.根据权利要求5所述的电子地图生成装置，其特征在于，

所述存储模块还用于记录被至少一个多边形公用的弧段。

7.根据权利要求5所述的电子地图生成装置，其特征在于，所述处理模块具体用于执行以下步骤：

步骤d：将保留的形状点相连得到折线段。

8.根据权利要求5或7所述的电子地图生成装置，其特征在于，

所述重组模块具体用于根据所记录的组成多边形的所有弧段的标识、弧段在多边形中的序号、弧段的起点坐标和终点坐标，利用与弧段对应的折线段组成新的多边形。