CN110147215B - 一种实现电子矢量地图快速缩放的方法 - Google Patents

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Abstract

一种实现电子矢量地图快速缩放的方法。其包括获取鼠标滚轮消息，计算缩放比例因子；计算降采样级别，对地理图形的边界点进行降采样；根据降采样后的边界点获取地理图形最大外接矩形；根据地理图形最大外接矩形判断地理图形是否位于屏幕范围内，并重绘电子矢量地图等步骤。本发明效果：通过降采样方法，移除一部分地理图形的边界点，实现计算量的降低，可加快电子矢量地图刷新的速度，减少加载延迟，提升用户体验，同时保证不丢失显示细节。通过获取地理图形的最大外接矩形，通过判断最大外接矩形与屏幕矩形的相交情况进而快速判断出超出屏幕显示范围的显示元素，从而直接跳过此显示元素的绘制工作，以达到节省运算量、提高图形绘制速度的目的。

Description

一种实现电子矢量地图快速缩放的方法
技术领域
本发明属于电子矢量地图处理技术领域，特别是涉及一种实现电子矢量地图快速缩放的方法。
背景技术
电子矢量地图存储的是地理图形的边界点数据，相比较于栅格电子地图，电子矢量地图具有存储文件体积小、加载速度快、放大不失真等诸多优点。电子矢量地图在地理信息系统、导航系统、空管自动系统等系统中应用广泛，此类系统中均需要以电子矢量地图为背景地图，在此背景地图的基础上再显示地标、汽车及航班等目标。在此类系统中电子矢量地图的缩放速度将直接影响到用户体验。
在绘制电子矢量地图时，通过逐一加载地理图形的边界点，并通过地理图形的边界点连线的方式来实现图形的绘制。然而电子矢量地图在进行放大操作时，一部分地理图形元素会超出到屏幕显示范围之外，此部分地理图形就没有再绘制的必要性；电子矢量地图在进行缩小操作时，屏幕内显示的地理图形元素的数量会增多，软件需要加载和处理的边界点数据量会增多，容易导致地图绘制及加载出现卡顿，影响用户体验。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种实现电子矢量地图快速缩放的方法
为了达到上述目的，本发明提供的实现电子矢量地图快速缩放的方法包括按顺序进行的下列步骤：
步骤一、获取鼠标滚轮消息，计算缩放比例因子；
步骤二、根据上述缩放比例因子计算出降采样级别，根据降采样级别，对地理图形的边界点进行降采样，以达到减少边界点数量的目标；
步骤三、根据上述降采样后的边界点获取地理图形最大外接矩形；
步骤四、根据上述地理图形最大外接矩形判断地理图形是否位于屏幕范围内，并重绘电子矢量地图。
在步骤一中，所述的获取鼠标滚轮消息，计算缩放比例因子的方法是：响应Windows操作系统的鼠标滚轮消息ON_WM_MOUSEWHEEL，通过Windows操作系统提供的API接口函数OnMouseWheel获得鼠标滚轮转动参数，当转动参数大于0时，表明鼠标在进行放大操作，缩放比例因子α＝α*1.2；当转动参数小于0时，表明鼠标在进行缩小操作，缩放比例因子α＝α/1.2。
在步骤二中，所述的根据上述缩放比例因子计算出降采样级别，根据降采样级别，对地理图形的边界点进行降采样的方法是：
1)当1≤α时，其中α为缩放比例因子，表明此时电子矢量地图没有经过放大缩小，此时降采样级别设置为0，即不对地理图形的边界点进行降采样操作；
2)当
Figure BDA0002064120060000021
时，表明此时电子矢量地图经过了缩小操作，此时降采样级别设置为1，即对地理图形的边界点每隔1个边界点采样一次；
3)当
Figure BDA0002064120060000022
时，此时降采样级别设置为2，即对地理图形的边界点每隔2个边界点采样一次；
4)当
Figure BDA0002064120060000023
时，此时降采样级别设置为3，即对地理图形的边界点每隔3个边界点采样一次；
5)以此类推，当
Figure BDA0002064120060000024
时，此时降采样级别设置为n，即对地理图形的边界点每隔n个边界点采样一次。
所述的每隔n个边界点采样一次中在调用绘图API进行电子矢量地图的绘制时，每隔n个边界点绘制一条相连直线，中间的边界点直接略去，不参与绘图工作。
在步骤三中，所述的根据上述降采样后的边界点获取地理图形最大外接矩形的方法是：遍历电子矢量地图数据，寻找电子矢量地图数据边界点中经度L最小的坐标值Lmin，经度L最大的坐标值Lmax，纬度B最小的坐标值Bmin以及纬度B最大的坐标值Bmax，即可获得地理图形最大外接矩形的四个顶点PLT＝(Lmin,Bmax)、PRT＝(Lmax,Bmax)、PLB＝(Lmin,Bmin)、PRB＝(Lmax,Bmin)；地理图形最大外接矩形在软件启动时即开始查找并进行相关存储，在后续电子矢量地图处理过程不再每次均进行检测，只需要对最大外接矩形的四个坐标值进行坐标转换，转换至屏幕坐标系下即可使用。
在步骤四中，所述的根据上述地理图形最大外接矩形判断地理图形是否位于屏幕范围内，并重绘电子矢量地图的方法是：
判断地理图形最大外接矩形与屏幕矩形是否相交，若两个矩形满足如下四个条件中的任意一个，则判定两个矩形不相交：
Figure BDA0002064120060000031
若地理图形最大外接矩形与屏幕矩形相交，则判定地理图形位于屏幕显示范围内，否则判定地理图形位于屏幕显示范围之外；若地理图形位于屏幕显示范围之外则跳过此地理图形的绘制。
本发明提供的实现电子矢量地图快速缩放的方法具有如下有益效果：通过降采样方法，移除一部分地理图形的边界点，实现计算量的降低，可加快电子矢量地图刷新的速度，减少加载延迟，提升用户体验，同时保证不丢失显示细节。通过获取地理图形的最大外接矩形，通过判断最大外接矩形与屏幕矩形的相交情况进而快速判断出超出屏幕显示范围的显示元素，从而直接跳过此显示元素的绘制工作，以达到节省运算量、提高图形绘制速度的目的。
附图说明
图1为本发明提供的实现电子矢量地图快速缩放的方法流程图。
图2为矢量地图产生及绘制的机制示意图。
图3为对地图执行缩小操作时对矢量地图进行降采样示意图。
图4为获取地理图形最大外接矩形示意图。
图5为地理图形位于屏幕显示范围外(最大外接矩形与屏幕矩形不相接)时示意图。
图6为地理图形位于屏幕显示范围内(最大外接矩形与屏幕矩形相接)时示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的实现电子矢量地图快速缩放的方法进行详细说明。
图1为本发明提供的实现电子矢量地图快速缩放的方法流程图。其中的全部操作都是在以计算机为核心的计算机系统中完成的，操作的主体均为计算机系统。
如图1所示，本发明提供的实现电子矢量地图快速缩放的方法包括按顺序进行的下列步骤：
步骤一、获取鼠标滚轮消息，计算缩放比例因子；
响应Windows操作系统的鼠标滚轮消息ON_WM_MOUSEWHEEL，通过Windows操作系统提供的API接口函数OnMouseWheel获得鼠标滚轮转动参数，当转动参数大于0时，表明鼠标在进行放大操作，缩放比例因子α＝α*1.2；当转动参数小于0时，表明鼠标在进行缩小操作，缩放比例因子α＝α/1.2。
步骤二、根据上述缩放比例因子计算出降采样级别，根据降采样级别，对地理图形的边界点进行降采样，以达到减少边界点数量的目标；
具体方法是：
1)当1≤α时，表明此时电子矢量地图没有经过放大缩小，此时降采样级别设置为0，即不对地理图形的边界点进行降采样操作；
2)当
Figure BDA0002064120060000051
时，表明此时电子矢量地图经过了缩小操作，此时降采样级别设置为1，即对地理图形的边界点每隔1个边界点采样一次；
3)当
Figure BDA0002064120060000052
时，此时降采样级别设置为2，即对地理图形的边界点每隔2个边界点采样一次；
4)当
Figure BDA0002064120060000053
时，此时降采样级别设置为3，即对地理图形的边界点每隔3个边界点采样一次；
5)以此类推，当
Figure BDA0002064120060000054
时，此时降采样级别设置为n，即对地理图形的边界点每隔n个边界点采样一次；
所述的每隔n个边界点采样一次，即在调用绘图API进行电子矢量地图的绘制时，每隔n个边界点绘制一条相连直线，中间的边界点直接略去，不参与绘图工作，图2为电子矢量地图的一般生成过程。图3为对地理图形的边界点进行降采样，并进行绘制的示意图。
步骤三、根据上述降采样后的边界点获取地理图形最大外接矩形；
遍历电子矢量地图数据，寻找电子矢量地图数据边界点中经度L最小的坐标值Lmin，经度L最大的坐标值Lmax，纬度B最小的坐标值Bmin以及纬度B最大的坐标值Bmax，即可获得地理图形最大外接矩形的四个顶点PLT＝(Lmin,Bmax)、PRT＝(Lmax,Bmax)、PLB＝(Lmin,Bmin)、PRB＝(Lmax,Bmin)，获得的地理图形最大外接矩形如图4所示。地理图形最大外接矩形在软件启动时即开始查找并进行相关存储，在后续电子矢量地图处理过程不再每次均进行检测，只需要对最大外接矩形的四个坐标值进行坐标转换，转换至屏幕坐标系下即可使用。
步骤四、根据上述地理图形最大外接矩形判断地理图形是否位于屏幕范围内，并重绘电子矢量地图。
假设地理图形最大外接矩形的四个顶点的WGS-84大地坐标值为PLT＝(Lmin,Bmax)、PRT＝(Lmax,Bmax)、PLB＝(Lmin,Bmin)、PRB＝(Lmax,Bmin)，经过坐标转换后，获得地理图形最大外接矩形的四个顶点的屏幕坐标值P1LT＝(Xmin,Ymax)、P1RT＝(Xmax,Ymax)、P1LB＝(Xmin,Ymin)、P1RB＝(Xmax,Ymin)，假设屏幕矩形的四个顶点的坐标值为：P2LT＝(Xmin,Ymax)、P2RT＝(Xmax,Ymax)、P2LB＝(Xmin,Ymin)、P2RB＝(Xmax,Ymin)。然后判断地理图形是否位于屏幕范围内，方法是判断地理图形最大外接矩形与屏幕矩形是否相交，若两个矩形满足如下四个条件中的任意一个，则判定两个矩形不相交。
Figure BDA0002064120060000061
若地理图形最大外接矩形与屏幕矩形相交，则判定地理图形位于屏幕显示范围内，否则判定地理图形位于屏幕显示范围之外。若地理图形位于屏幕显示范围之外则跳过此地理图形的绘制，以达到节省运算量、提高图形绘制速度的目的。图5为地理图形最大外接矩形与屏幕矩形不相交，即判定地理图形位于屏幕显示范围之外，不进行显示。图6为地理图形最大外接矩形与屏幕矩形相交，即判定地理图形位于屏幕显示范围之内，进行显示。

Claims (5)

1.一种实现电子矢量地图快速缩放的方法，其特征在于：所述的实现电子矢量地图快速缩放的方法包括按顺序进行的下列步骤：
步骤一、获取鼠标滚轮消息，计算缩放比例因子；
步骤二、根据上述缩放比例因子计算出降采样级别，根据降采样级别，对地理图形的边界点进行降采样，以达到减少边界点数量的目标；
步骤三、根据上述降采样后的边界点获取地理图形最大外接矩形；
步骤四、根据上述地理图形最大外接矩形判断地理图形是否位于屏幕范围内，并重绘电子矢量地图；方法是：
判断地理图形最大外接矩形与屏幕矩形是否相交，若两个矩形满足如下四个条件中的任意一个，则判定两个矩形不相交：
Figure FDA0003423677340000011
若地理图形最大外接矩形与屏幕矩形相交，则判定地理图形位于屏幕显示范围内，否则判定地理图形位于屏幕显示范围之外；若地理图形位于屏幕显示范围之外则跳过此地理图形的绘制。
2.根据权利要求1所述的实现电子矢量地图快速缩放的方法，其特征在于：在步骤一中，所述的获取鼠标滚轮消息，计算缩放比例因子的方法是：响应Windows操作系统的鼠标滚轮消息ON_WM_MOUSEWHEEL，通过Windows操作系统提供的API接口函数OnMouseWheel获得鼠标滚轮转动参数，当转动参数大于0时，表明鼠标在进行放大操作，缩放比例因子α＝α*1.2；当转动参数小于0时，表明鼠标在进行缩小操作，缩放比例因子α＝α/1.2。
3.根据权利要求1所述的实现电子矢量地图快速缩放的方法，其特征在于：在步骤二中，所述的根据上述缩放比例因子计算出降采样级别，根据降采样级别，对地理图形的边界点进行降采样的方法是：
1)当1≤α时，其中α为缩放比例因子，表明此时电子矢量地图没有经过放大缩小，此时降采样级别设置为0，即不对地理图形的边界点进行降采样操作；
2)当
Figure FDA0003423677340000021
时，表明此时电子矢量地图经过了缩小操作，此时降采样级别设置为1，即对地理图形的边界点每隔1个边界点采样一次；
3)当
Figure FDA0003423677340000022
时，此时降采样级别设置为2，即对地理图形的边界点每隔2个边界点采样一次；
4)当
Figure FDA0003423677340000023
时，此时降采样级别设置为3，即对地理图形的边界点每隔3个边界点采样一次；
5)以此类推，当
Figure FDA0003423677340000024
时，此时降采样级别设置为n，即对地理图形的边界点每隔n个边界点采样一次。
4.根据权利要求3所述的实现电子矢量地图快速缩放的方法，其特征在于：所述的每隔n个边界点采样一次中在调用绘图API进行电子矢量地图的绘制时，每隔n个边界点绘制一条相连直线，中间的边界点直接略去，不参与绘图工作。
5.根据权利要求1所述的实现电子矢量地图快速缩放的方法，其特征在于：在步骤三中，所述的根据上述降采样后的边界点获取地理图形最大外接矩形的方法是：遍历电子矢量地图数据，寻找电子矢量地图数据边界点中经度L最小的坐标值Lmin，经度L最大的坐标值Lmax，纬度B最小的坐标值Bmin以及纬度B最大的坐标值Bmax，即可获得地理图形最大外接矩形的四个顶点PLT＝(Lmin,Bmax)、PRT＝(Lmax,Bmax)、PLB＝(Lmin,Bmin)、PRB＝(Lmax,Bmin)；地理图形最大外接矩形在软件启动时即开始查找并进行相关存储，在后续电子矢量地图处理过程不再每次均进行检测，只需要对最大外接矩形的四个坐标值进行坐标转换，转换至屏幕坐标系下即可使用。
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