CN110110028B - 一种面向ogc标准按自定义区域显示地图的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法及系统，属于地图内容显示范围控制技术领域。本发明的面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法，对围成多边形区域的端点进行计算，完成多边形区域的栅格化，擦除不属于多边形区域内的地图像元，控制地图的显示范围。该发明的面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法能够提高地图服务的应用能力，以满足更多的业务场景，同时对有控制范围权限的地图进行显示范围控制，具有很好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及地图内容显示范围控制技术领域，具体提供一种面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法及系统。
背景技术
地理信息系统(GIS)同时管理地理空间信息和数据库属性数据，随着GIS技术的发展和应用，在越来越多的行业信息化中用到了GIS技术。而基于互联网的WebGIS则是GIS技术发展的新方向，伴随着世界的信息化的发展，也为了解决传统GIS的问题，以及地理信息系统在Internet以及Intranet上的应用以其巨大的潜力和优势，WebGIS受到了越来越多的关注。从目前的发展和研究中可以看出，各个领域对WebGIS的应用需求越来越大，WebGIS正朝着分布式、标准化、大众化、开放的、互操作的方向迈进。这也是开放地理空间信息联盟(OGC)成立的目的。
OGC致力于提供地理信息行业软件和数据及服务的标准化工作，目前OGC指定的标准已逐渐成为广泛认可的主流标准。网络空间数据服务是数据层对外提供的最主要的功能服务。为了实现空间数据共享与互操作，数据层将提供符合OGC规范的国际标准访问接口，采用OWS服务模型实现W*S(WMS、WFS、WCS、WMTS)服务。各服务类型将符合目前最新的协议和规范，实现地图数据的可视化访问。W*S是指基于OGC标准的等数据发布标准。
传统的Web地图显示方式大多都是按显示器屏幕可见范围进行显示的。随着各行各业的业务的深化，只按照屏幕范围显示地图的能力已经无法满足现在的需求，比如燃气管线数据属于保密数据，每一家燃气公司只能有权限查看他的职能范围内的管线地图数据，职能范围一般不会是标准的矩形，传统的Web地图显示方式已经无法满足该需求。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述存在的问题，提供一种能够提高地图服务的应用能力，以满足更多的业务场景，同时对有控制范围权限的地图进行显示范围控制的面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法。
本发明进一步的技术任务是提供一种面向OGC标准按自定义区域显示地图的系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法，该方法对围成多边形区域的端点进行计算，完成多边形区域的栅格化，擦除不属于多边形区域内的地图像元，控制地图的显示范围。
作为优选，该方法具体包括以下步骤：
S1、多边形的端点确定；
S2、多边形端点栅格化；
S3、围成多边形的线段的栅格化；
S4、多边形内部填充；
S5、地图擦除。
作为优选，步骤S1中，读取数据库中的多边形矢量数据，将多边形区域的外界与屏幕范围进行比对，确定多边形的端点包括多边形区域完全在屏幕范围内、多边形区域与屏幕范围交叉和屏幕范围在多边形区域内。
作为优选，步骤S2中，根据多边形端点的矢量坐标根据公式(1)计算出对应栅格的像元行列号，完成多边形端点的栅格化，公式(1)如下：
其中，I表示多边形端点对应栅格的像元的行号，J表示多边形端点对应栅格的像元的列号，X0表示多边形端点对应的矢量数据的坐标原点的横坐标，Y0表示多边形多点对应的矢量数据的坐标原点的纵坐标，DX、DY分别表示一个栅格的宽和高，X、Y分别表示多边形端点对应的矢量数据的点坐标的横坐标和纵坐标，[]表示取整。
作为优选，步骤S3中，围成多边形的点数据按照顺序存储，将点数据按照顺序编号，选取栅格化后的相邻的两点，将围成的线数据进行栅格化。
作为优选，步骤S4中，对多边形围成的区域内部的像元的灰度值赋值为1，采用射线算法寻找像元并对像元进行赋值。
作为优选，步骤S5中，根据请求返回地图图片，将步骤S4中生成的栅格图与地图图片进行叠加分析，擦除地图图片中与栅格图中像元灰度值为1的对应像元。
一种面向OGC标准按自定义区域显示地图的系统，该系统包括多边形的端点确定模块、多边形端点栅格化模块、围成多边形的线段的栅格化模块、多边形内部填充模块和地图擦除模块：
多边形的端点确定模块用于读取数据库中的多边形矢量数据，将多边形区域的外界与屏幕范围进行比对，确定多边形的端点包括多边形区域完全在屏幕范围内、多边形区域与屏幕范围交叉和屏幕范围在多边形区域内；
多边形端点栅格化模块用于根据多边形端点的矢量坐标根据公式(1)计算出对应栅格的像元行列号，完成多边形端点的栅格化，公式(1)如下：
I表示多边形端点对应栅格的像元的行号，J表示多边形端点对应栅格的像元的列号，X0表示多边形端点对应的矢量数据的坐标原点的横坐标，Y0表示多边形多点对应的矢量数据的坐标原点的纵坐标，DX、DY分别表示一个栅格的宽和高，X、Y分别表示多边形端点对应的矢量数据的点坐标的横坐标和纵坐标，[]表示取整；
围成多边形的线段的栅格化模块用于围成多边形的点数据按照顺序存储，将点数据按照顺序编号，选取栅格化后的相邻的两点，将围成的线数据进行栅格化；
多边形内部填充模块用于对多边形围成的区域内部的像元的灰度值赋值为1，采用射线算法寻找像元并对像元进行赋值；
地图擦除模块用于根据请求返回地图图片，将步骤S4中生成的栅格图与地图图片进行叠加分析，擦除地图图片中与栅格图中像元灰度值为1的对应像元。
与现有技术相比，本发明的面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法具有以下突出的有益效果：所述面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法能够提高地图服务的应用能力，以满足更多的业务场景，同时对有控制范围权限的地图进行显示范围控制，具有良好的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明所述面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法的流程图；
图2是本发明所述面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法的多边形端点栅格化的示意图；
图3是本发明所述面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法的围成多边形的线段的栅格化的示意图；
图4是本发明所述面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法的多边形内部填充的示意图；
图5是本发明所述面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法的多边形内部填充的另一示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本发明的面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法及系统作进一步详细说明。
实施例
如图1所示，本发明的面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法，对围成多边形区域的端点进行计算，完成多边形区域的栅格化，擦除不属于多边形区域内的地图像元，控制地图的显示范围。
该方法具体包括以下步骤：
S1、多边形的端点确定。
读取数据库中的多边形矢量数据，将多边形区域的外界与屏幕范围进行比对，确定多边形的端点包括多边形区域完全在屏幕范围内、多边形区域与屏幕范围交叉和屏幕范围在多边形区域内。
S2、多边形端点栅格化。
多边形端点对应的矢量数据中的点坐标用(X，Y)来表示，而在栅格数据中用像元的行列号(I，J)来表示。设O为矢量数据的坐标原点，O＇(Xo，Yo)为对应栅格数据的坐标原点。如图2所示，A、B、C、D分别为多边形的端点，根据ABCD的矢量坐标根据公式(1)计算出对应栅格的像元行列号，完成多边形端点的栅格化，公式(1)如下：
其中，I表示多边形端点对应栅格的像元的行号，J表示多边形端点对应栅格的像元的列号，X0表示多边形端点对应的矢量数据的坐标原点的横坐标，Y0表示多边形多点对应的矢量数据的坐标原点的纵坐标，DX、DY分别表示一个栅格的宽和高，X、Y分别表示多边形端点对应的矢量数据的点坐标的横坐标和纵坐标，[]表示取整。
S3、围成多边形的线段的栅格化。
如图3所示，数据库中存储的围成多边形的点数据是按照绘制顺序存储的，相邻的点数据两两相连便可围成多边形，我们将点数据按照顺序编号为ABCD，选取栅格化后的AB两点，将它们围成的线数据进行栅格化。
过程为：已知AB两点的坐标分别(XA,YA),(XB,YB)，行列号分别为(IA,JA),(IB,JB),分别求出两点的行数差和列数差分别为DI和DJ。当DI>DJ行数差大于列数差，则逐行求出本行中心线与过这两点的直线的交点，再按照点数据栅格化的方法将交点进行栅格化。当DJ>DI列数差大于行数差，则逐列求出本列中心线与过这两点的直线的交点，再按照点数据栅格化的方法将交点进行栅格化。当DI＝DJ行数差等于列数差时，可采用与DI>DJ情况下相同的处理方式。
重复上述过程，直到完成所有交点的栅格化，并将栅格化的点的灰度值赋值为1，寻找交点的公式如公式(2)所示：
S4、多边形内部填充。
如图4和图5所示，对多边形围成的区域内部的像元的灰度值赋值为1，采用射线算法寻找像元并对像元进行赋值。从第一行开扫描计算扫描线与灰度值为1的栅格的相交的数目。寻找多边形的内部点，选取AB点之间除端点外的某一个灰度值为1像元向四个方向搜索直到找到一个灰度值不为1的像元，由该点引射线，判断与矢量多边形的交点，如果相交基数次，则该点为多边形的内部点，如相交偶数次则该点为多边形的外部点。如果该点为多边形的外部点则按照以上步骤继续寻找多边形的内部点，直到找到一个多边形的内部点为止。再此内部点的基础上采用八相邻算法，将多边形内部灰度值不为1的像元赋值为1。之后将其他的像元灰度值全部设置为0。
S5、地图擦除。
根据请求返回地图图片，将步骤S4中生成的栅格图与地图图片进行叠加分析，擦除地图图片中与栅格图中像元灰度值为1的对应像元。对于WMS地图服务返回的是一张屏幕范围的地图图片，只需要根据步骤S4中生成的栅格中灰度值为0的像元擦除对应的地图服务的像元就行。对于WMTS地图服务返回的是覆盖屏幕范围多个地图切片，同样根据地图范围擦除相应的像元。
一种面向OGC标准按自定义区域显示地图的系统，该系统包括多边形的端点确定模块、多边形端点栅格化模块、围成多边形的线段的栅格化模块、多边形内部填充模块和地图擦除模块：
多边形的端点确定模块用于读取数据库中的多边形矢量数据，将多边形区域的外界与屏幕范围进行比对，确定多边形的端点包括多边形区域完全在屏幕范围内、多边形区域与屏幕范围交叉和屏幕范围在多边形区域内；
多边形端点栅格化模块用于根据多边形端点的矢量坐标根据公式(1)计算出对应栅格的像元行列号，完成多边形端点的栅格化，公式(1)如下：
I表示多边形端点对应栅格的像元的行号，J表示多边形端点对应栅格的像元的列号，X0表示多边形端点对应的矢量数据的坐标原点的横坐标，Y0表示多边形多点对应的矢量数据的坐标原点的纵坐标，DX、DY分别表示一个栅格的宽和高，X、Y分别表示多边形端点对应的矢量数据的点坐标的横坐标和纵坐标，[]表示取整；
围成多边形的线段的栅格化模块用于围成多边形的点数据按照顺序存储，将点数据按照顺序编号，选取栅格化后的相邻的两点，将围成的线数据进行栅格化；
多边形内部填充模块用于对多边形围成的区域内部的像元的灰度值赋值为1，采用射线算法寻找像元并对像元进行赋值；
地图擦除模块用于根据请求返回地图图片，将步骤S4中生成的栅格图与地图图片进行叠加分析，擦除地图图片中与栅格图中像元灰度值为1的对应像元。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种面向OGC标准按自定义区域显示地图的方法，其特征在于：该方法对围成多边形区域的端点进行计算，完成多边形区域的栅格化，擦除不属于多边形区域内的地图像元，控制地图的显示范围，具体包括以下步骤：
S1、多边形的端点确定，读取数据库中的多边形矢量数据，将多边形区域的外界与屏幕范围进行比对，确定多边形的端点包括多边形区域完全在屏幕范围内、多边形区域与屏幕范围交叉和屏幕范围在多边形区域内；
S2、多边形端点栅格化，根据多边形端点的矢量坐标根据公式(1)计算出对应栅格的像元行列号，完成多边形端点的栅格化，公式(1)如下：
其中，I表示多边形端点对应栅格的像元的行号，J表示多边形端点对应栅格的像元的列号，X0表示多边形端点对应的矢量数据的坐标原点的横坐标，Y0表示多边形多点对应的矢量数据的坐标原点的纵坐标，DX、DY分别表示一个栅格的宽和高，X、Y分别表示多边形端点对应的矢量数据的点坐标的横坐标和纵坐标，[]表示取整；
S3、围成多边形的线段的栅格化，围成多边形的点数据按照顺序存储，将点数据按照顺序编号，选取栅格化后的相邻的两点，将围成的线数据进行栅格化；
S4、多边形内部填充，对多边形围成的区域内部的像元的灰度值赋值为1，采用射线算法寻找像元并对像元进行赋值；
S5、地图擦除，根据请求返回地图图片，将步骤S4中生成的栅格图与地图图片进行叠加分析，擦除地图图片中与栅格图中像元灰度值为1的对应像元。
2.一种面向OGC标准按自定义区域显示地图的系统，其特征在于：该系统包括多边形的端点确定模块、多边形端点栅格化模块、围成多边形的线段的栅格化模块、多边形内部填充模块和地图擦除模块：
多边形的端点确定模块用于读取数据库中的多边形矢量数据，将多边形区域的外界与屏幕范围进行比对，确定多边形的端点包括多边形区域完全在屏幕范围内、多边形区域与屏幕范围交叉和屏幕范围在多边形区域内；
多边形端点栅格化模块用于根据多边形端点的矢量坐标根据公式(1)计算出对应栅格的像元行列号，完成多边形端点的栅格化，公式(1)如下：
I表示多边形端点对应栅格的像元的行号，J表示多边形端点对应栅格的像元的列号，X0表示多边形端点对应的矢量数据的坐标原点的横坐标，Y0表示多边形多点对应的矢量数据的坐标原点的纵坐标，DX、DY分别表示一个栅格的宽和高，X、Y分别表示多边形端点对应的矢量数据的点坐标的横坐标和纵坐标，[]表示取整；
围成多边形的线段的栅格化模块用于围成多边形的点数据按照顺序存储，将点数据按照顺序编号，选取栅格化后的相邻的两点，将围成的线数据进行栅格化；
多边形内部填充模块用于对多边形围成的区域内部的像元的灰度值赋值为1，采用射线算法寻找像元并对像元进行赋值；
地图擦除模块用于根据请求返回地图图片，将步骤S4中生成的栅格图与地图图片进行叠加分析，擦除地图图片中与栅格图中像元灰度值为1的对应像元。
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