CN107154066B - 一种平行线缓冲区巡逻路线的二维显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平行线缓冲区巡逻路线的二维显示方法，涉及巡逻管理系统领域。该方法根据巡逻路线途经点经纬度信息、缓冲区距离，利用地图平台量算分析二次开发接口，计算得到巡逻路线线段方向角、平行线位置点经纬度信息、相邻平行线交叉点经纬度信息；按照缓冲区范围标记点的筛选规则，对位置点、交叉点进行甄别，得到巡逻路线缓冲区范围标记点组合；再利用地图平台图形标绘二次开发接口，对巡逻路线及缓冲区范围进行绘制。本方法用于巡逻管理系统中平行线缓冲区巡逻路线的二维显示。

Description

一种平行线缓冲区巡逻路线的二维显示方法

技术领域

本发明涉及巡逻管理系统领域中的平行线缓冲区巡逻路线显示方法，通过计算，能够将用户设定的具有途经点经纬度、路线缓冲区距离属性的巡逻路线，以直线线段、弧线线段构成的带状形式显示在地图平台上。用户实施巡逻时，接收巡逻人员上报的实时位置，通过与巡逻路线的对比，实现对巡逻执勤的实时动态监控。本发明可应用于边境监视、警民联防、治安巡防、智能巡更等多种应用场景。

背景技术

巡逻管理系统领域中，需要实现对正在执勤的巡逻人员、巡逻车辆等活动目标进行实时动态的监视和控制；对实时程度要求比较高的，如边境巡逻、重大活动保障等，一般使用卫星定位上报实时位置，对实时程度要求比较低的，如工业园区巡更等，可以使用RFID确定位置。巡逻管理系统的主要功能是实时接收巡逻人员、车辆上报的位置信息，通过与预设巡逻路线进行比对，及时纠正巡逻人员、车辆的位置偏离，保证巡逻执勤任务顺利完成，并为任务评估提供依据。这就需要将实时位置与预设巡逻路线同时显示在地图平台上。目前，巡逻管理系统展现具有路线缓冲区属性的预设巡逻路线时需要体量庞大的数据库管理系统及空间地理数据进行支撑，系统建设、运维成本高、难度大；不具备空间地图数据时，无法显示预设路线缓冲区，影响系统可视化效果，降低实时监控的效率。

发明内容

本发明所需解决的技术问题在通过对预设巡逻路线的属性进行分析计算，提供一种平行线缓冲区巡逻路线的二维显示方法。

本发明采用的技术方案为：

一种平行线缓冲区巡逻路线的二维显示方法，包括以下步骤：

(1)巡逻路线由n个途经点组成，分别以巡逻路线中每个途经点P_i为原点，巡逻路线线段P_iP_i+1相对于正北方向的方向角为θ_i，其中i∈N,1≤i≤n-1，路线缓冲区距离为d；

(2)计算巡逻路线线段P_iP_i+1上途径点P_i和P_i+1分别在(θ_i+90°)mod360°方向和(θ_i+270°)mod360°方向上垂直距离为d的位置点，其中i∈N,1≤i≤n-1；

(3)根据位置点分别得到巡逻路线线段P_iP_i+1在(θ_i+90°)mod360°方向和(θ_i+270°)mod360°方向上的平行线，其中i∈N,1≤i≤n-1，相邻两条巡逻路线线段在同一方向的在两条平行线相交得到交叉点；

(4)计算得到巡逻路线线段P_iP_i+1方向角减去巡逻路线线段P_iP_i-1方向角的差值，其中i∈N,2≤i≤n-1，根据差值所属值域范围对巡逻路线的位置点和交叉点进行筛选，得到缓冲区标记点；

(5)将起点的两个位置点作为一组弧线连接点，将终点的两个位置点作为一组弧线连接点，并根据筛选的标记点的不同类型绘制直线和弧线；

完成平行线缓冲区巡逻路线的二维显示。

其中，步骤(2)具体为：

已知巡逻路线线段P_iP_i+1方向角θ_i，以途经点P_i为原点，分别计算在(θ_i+90°)mod360°和(θ_i+270°)mod360°方向垂直距离为d的点，标记为A_i和B_i；再以P_i+1为原点，分别计算(θ_i+90°)mod360°和(θ_i+270°)mod360°方向垂直距离为d的点，标记为A_i+1'和B_i+1'；其中i∈N,1≤i≤n-1。巡逻路线起点、终点各具有2个位置点，其余每个途径点具有4个位置点。

其中，步骤(3)具体为：

根据位置点，得到每条巡逻路线线段P_iP_i+1在(θ_i+90°)mod360°方向和(θ_i+270°)mod360°方向上的平行线，分别为A_iA_i+1′和B_iB_i+1′，其中i∈N,1≤i≤n-1；相邻A_iA_i+1′(i∈N,1≤i≤n-1)线段相交得到n-2个交叉点C_i(i∈N,2≤i≤n-1)，相邻B_iB_i+1′(i∈N,1≤i≤n-1)线段相交得到n-2个交叉点C_i'(i∈N,2≤i≤n-1)。

其中，步骤(4)具体为：

以途经点P_i为原点，线段P_iP_i-1相对于正北方向的夹角为β_i，线段P_iP_i+1相对于正北方向的夹角为θ_i，夹角差值为Δ，当θ_i-β_i>0时，Δ＝θ_i-β_i；当θ_i-β_i<0时，Δ＝θ_i-β_i+360°；其中i∈N,2≤i≤n-1。

当0°<Δ<180°时：

选取C_i′作为直线连接点；选取A_i′和A_i作为弧线连接点；

当Δ＝180°时：

此时A_i与A_i′重合，B_i与B_i′重合，均作为直线连接点；

当180°<Δ<360°时：

选取C_i作为直线连接点；选取B_i与B_i′作为弧线连接点；

当Δ＝0°或Δ＝360°时：

此时A_i与B_i′重合，B_i与A_i′重合，A_i′与B_i′之间以及A_i与B_i之间分别连接弧线。

本发明与背景技术相比具有如下优点：

(1)本方法普遍适用于任何提供了基本量算分析和图形标会二次开发接口的地理信息平台；

(2)本方法对地理环境数据的依赖程度低，不需要空间数据支撑，只依据巡逻路线属性进行分析计算。

附图说明

图1为本发明平行线缓冲区巡逻路线绘制流程图。

图2为本发明巡逻路线示意图。

图3为本发明位置点示意图。

图4为本发明交叉点示意图。

图5为本发明标记点选取示意图(0°<Δ<180°)。

图6为本发明标记点选取示意图(180°<Δ<360°)。

图7为本发明标记点选取示意图(Δ＝180°)。

图8为本发明标记点选取示意图(Δ＝0°或Δ＝360°)。

图9为本发明平行线缓冲区巡逻路线绘制效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的具体实施，是指在软件开发工具、商用地图平台基础上进行平行线缓冲区巡逻路线的二维显示方法的编码实现。具体实施流程如图1所示，分别是计算位置点、计算交叉点、筛选缓冲区范围标记点和绘制平行线缓冲区巡逻路线。

巡逻管理系统预设巡逻路线属性中已知内容为巡逻途经点、巡逻路线线段、路线缓冲区距离：

n个巡逻途经点及其经纬度：P₁、P₂…，P_n；

n-1条巡逻路线线段：P₁P₂，P₂P₃，…，P_n-1P_n；

路线缓冲区距离d。

实施例巡逻路线如图2所示，途经点个数n＝8，顺序为P₁、P₂、P₃、P₄、P₅、P₆、P₇、P₈。分析计算的具体过程，将针对巡逻路线的不同部分进行说明。

(1)计算方向角

如图3所示，利用地图平台量算分析二次开发接口，依据P₁、P₂点的经纬度，可以计算得到线段P₁P₂与正北方向夹角θ₁；同理可以计算出线段P₂P₃和P₃P₄的方向角θ₂、θ₃。

(2)计算位置点

利用地图平台量算分析二次开发接口，依据P₁、P₂点的经纬度、线段P₁P₂方向角θ₁、路线缓冲区距离d，可以计算得到P₁点在(θ₁+90°)mod360°方向和(θ₁+270°)mod360°方向的位置点A₁、B₁；P₂点在(θ₁+90°)mod360°方向和(θ₁+270°)mod360°方向的位置点A₂′、B₂′。

同理可计算出其余途经点的位置点。

表1基于途经点的位置点

根据表1可知巡逻路线的起点、终点各有2个位置点，其余途经点均有4个位置点。

表2基于巡逻路线线段的位置点

根据表2可知组成巡逻路线的每条线段均有4个位置点。

(3)计算交叉点

如图4所示，利用地图平台量算分析二次开发接口，根据A₁、A₂′、A₂、A₃′点的经纬度，可以计算得到(θ₁+90°)mod360°方向平行线段A₁A₂′和A₂A₃′的交叉点C₂；根据B₁、B₂′、B₂、B₃′点的经纬度，可以计算得到(θ₁+270°)mod360°方向平行线段B₁B₂′和B₂B₃′的交叉点C₂′。

同理可计算出其余途经点的交叉点。

表3基于途经点的交叉点

根据表3可知巡逻路线起点、终点不具备交叉点；如果途经点P_i的平行线段P_i-1P_i和P_iP_i+1方向角相同或相差180°，则P_i不具备交叉点，其中i∈N,2≤i≤n-1；其余途经点均有2个交叉点。

注：当相邻平行线线段A_iA_i+1′和A_i+1A_i+2′斜率相同时，A_i+1与A_i+1′重合，选取其中一个为交叉点C_i+1，B_i+1与B_i+1'重合，选取其中一个为交叉点C_i+1’，其中i∈N,1≤i≤n-2。

(4)筛选缓冲区范围标记点

根据巡逻路线的已知属性和计算得到的方向角，对计算得到的巡逻路线位置点、交叉点进行筛选，能够获得两组用于标记平行线缓冲区的点集合A和B：集合A表示(θ_i+90°)mod360°方向的标记点的集合，集合B表示(θ_i+270°)mod360°方向的标记点的集合，其中i∈N,1≤i≤n。

筛选过程如下：

a.途经点P_i(i＝1)为起点时，位置点A_i和B_i分别作为集合A和集合B的第一个元素；

b.途经点P_i(i＝n)为终点时，位置点A_i'和B_i'分别作为集合A和集合B的最后一个元素；

c.除起点、终点以外的其他途经点P_i(i∈N,2≤i≤n-1)：

以途经点P_i为原点，线段P_iP_i-1相对于正北方向的夹角为β_i，线段P_iP_i+1相对于正北方向的夹角为θ_i，夹角差值为Δ，当θ_i-β_i>0时，Δ＝θ_i-β_i；当θ_i-β_i<0时，Δ＝θ_i-β_i+360°；其中i∈N,2≤i≤n-1。

●0°<Δ<180°

如图5所示，以途经点P₂为原点，线段P₂P₁方向角β₂＝285°，线段P₂P₃方向角θ₂＝60°，方向角差值Δ＝θ₂-β₂+360°＝-225°+360°＝135°。选取B₁B₂′和B₂B₃′的交叉点C₂′为集合B的元素，作为直线连接点(C₂′与其在B集合中的前后点均以直线连接)；选取A₂′和A₂为集合A的元素，作为弧线连接点(A₂′与其在A集合中的前点、A₂与其在A集合中的后点均以直线连接，A₂′与A₂以弧线连接)。

●180°<Δ<360°

如图6所示，以途经点P₃为原点，线段P₃P₂方向角为β₃＝230°，线段P₃P₄方向角为θ₃＝100°，方向角差值Δ＝θ₃-β₃+360°＝-130°+360°＝230°。选取A₂A₃′和A₃A₄′的交叉点C₃为集合A的元素，作为直线连接点(C₃与其在A集合中的前后点均以直线连接)；选取B₃′和B₃为集合B的元素，作为弧线连接点(B₃′与其在B集合中的前点、B₃与其在B集合中的后点均以直线连接，B₃′与B₃以弧线连接)。

●Δ≈180°

如图7所示，以途经点P₅为原点，线段P₅P₄方向角为β₅＝280°，线段P₅P₆方向角为θ₅＝100°，方向角差值Δ＝θ₅-β₅+360°＝-180°+360°＝180°。位置点A₅与A₅’重合，B₅与B₅’重合,选取A₅′和B₅′作为直线连接点，分别为集合A和集合B的元素。

由于在地理信息平台的坐标系，很难出现Δ＝180°的情况，所以在编码实现过程中，需要根据路线的实际情况，给出|Δ-180°|的可接受范围，例如：|Δ-180°|＜5°，在此范围内均按照以上方式处理。

●Δ≈0或Δ≈360°

如图8所示，以途经点P₇为原点，线段P₇P₆方向角为β₇＝100°，线段P₇P₈方向角为θ₇＝100°，方向角差值Δ＝θ₇-β₇＝0。位置点A₇′与B₇重合，B₇’与A₇重合,选取B₇与B₇′分别为集合A的元素，选取A₇和A₇′为集合B的元素，分别选取B₇′与B₇为一组弧线连接点、A₇′和A₇为一组弧线连接点。

由于在地理信息平台的坐标系，很难出现Δ＝0或Δ＝360°的情况，所以在编码实现过程中，需要根据路线的实际情况，给出|Δ-0|或|Δ-360°|的可接受范围，例如：|Δ-0|＜5°或|Δ-360°|＜5°，在此范围内均按照以上方式处理。

经过筛选可得到巡逻路线线段的缓冲区范围标记点，见表4，其中途经点P_i对应两个位置点时，位置点为弧线连接点。

表4基于途经点的缓冲区范围标记点

(5)绘制平行线缓冲区巡逻路线

将起点的两个位置点作为一组弧线连接点，将终点的两个位置点作为一组弧线连接点。根据途经点缓冲区范围标记点，利用地图平台图形标绘二次开发接口绘制直线、弧线。

平行线缓冲区巡逻路线的二维显示效果如图9所示。

Claims (2)

1.一种平行线缓冲区巡逻路线的二维显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)分别以巡逻路线中每个途经点P_i为原点，将每条巡逻路线线段P_iP_i+1相对于正北方向的夹角设为方向角θ_i，并设定路线缓冲区距离，其中i∈N,1≤i≤n-1；n为途径点的个数；

(2)以途经点P_i为原点，分别计算P_i在(θ_i+90°)mod360°和(θ_i+270°)mod360°方向垂直距离为d的点，标记为A_i和B_i；以途经点P_i+1为原点，分别计算P_i+1在(θ_i+90°)mod360°和(θ_i+270°)mod360°方向垂直距离为d的点，标记为A_i+1'和B_i+1'，其中i∈N,1≤i≤n-1，d为路线缓冲区距离；

(3)根据位置点分别得到每个巡逻路线线段P_iP_i+1在(θ_i+90°)mod360°方向和(θ_i+270°)mod360°方向上的平行线，分别为A_iA_i+1'和B_iB_i+1'，相邻A_iA_i+1'线段相交得到n-2个交叉点，相邻B_iB_i+1'线段相交得到n-2个交叉点，其中i∈N,1≤i≤n-1；

(4)将巡逻路线线段P_iP_i+1的方向角减去巡逻路线线段P_iP_i-1的方向角，得到差值，根据差值所属值域范围对巡逻路线的位置点和交叉点进行筛选，得到缓冲区标记点，其中i∈N,2≤i≤n-1；

(5)将起点的两个位置点作为一组弧线连接点，将终点的两个位置点作为一组弧线连接点，并根据筛选的标记点的不同类型绘制直线和弧线；

完成平行线缓冲区巡逻路线的二维显示。

2.根据权利要求1所述的一种平行线缓冲区巡逻路线的二维显示方法，其特征在于，步骤(4)具体为：

以途经点P_i为原点，线段P_iP_i-1相对于正北方向的夹角为β_i，线段P_iP_i+1相对于正北方向的夹角为θ_i，夹角差值为Δ，当θ_i-β_i>0时，Δ＝θ_i-β_i；当θ_i-β_i<0时，Δ＝θ_i-β_i+360°；其中i∈N,2≤i≤n-1；

1)当0°<Δ<180°时：选取C_i′作为直线连接点；选取A_i′和A_i作为弧线连接点；其中，C_i′为相邻B_iB_i+1′线段相交的交点；

2)当Δ＝180°时：此时A_i与A_i′重合，B_i与B_i′重合，均作为直线连接点；

4)当180°<Δ<360°时：选取C_i作为直线连接点；选取B_i与B_i′作为弧线连接点；其中，C_i为相邻A_iA_i+1′线段相交的交点；

4)当Δ＝0°或Δ＝360°时：此时A_i与B_i′重合，B_i与A_i′重合，A_i′与B_i′之间以及A_i与B_i之间分别连接弧线。

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