CN110533739B - 一种地图网格的成图方法 - Google Patents

一种地图网格的成图方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地图网格的成图方法，其包括步骤：步骤S1，判断多个网格的多边形的边是否相交,并将判断结果进行标记；步骤S2，利用不规则多边形的并算法将具有相交边的两个网格P和Q根据不同的位置关系合并成合并网格；步骤S3，判断多个合并网格的多边形的边是否相交,若合并网格的多边形的边相交,则进行步骤S2,若所述合并网格只有一个,则进行步骤S4；步骤S4，将合并成一个的网格以地图的形式输出给终端设备。实施本发明，实现网格自动成图，并可视化展示的功能，提供更高视觉性的功能操作，目前建立的网格可分为行政网格和供电网格，若业务特殊性需要，可根据此方法把同一纬度的不同网格合并生新的维度的新网格。

Description

一种地图网格的成图方法
技术领域
本发明属于信息技术领域，涉及地图网格的成图方法。
背景技术
根据业务需求，供电系统建立的网格按照不同的划分维度可分为行政网格和供电网格。行政网格按照层级可细化为区级、街道级、社区级和小区级。供电网格可按供电设备或业务类型划分为变电站供电网格(L1)、馈线供电网格(L2)、台区供电网格(L3)、抢修网格、服务网格等。无论是行政网格还是供电网格都是一个不规则多边形，网格之间的上述关系可归结为网格合并或网格划分的操作。那如何进行合理、有效的网格合并或网格划分，并且各个网格之间怎么很好实现自动的合并、划分满足更高的需求，让呈现的地图网格化更严谨。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供地图网格的成图方法实现网格自动成图，并可视化展示的功能，提供更高视觉性的功能操作，目前建立的网格可分为行政网格和供电网格，若业务特殊性需要，可根据此方法把同一纬度的不同网格合并生新的维度的新网格。
本发明的一方面，提供地图网格的成图方法，其包括如下步骤：
步骤S1，判断多个网格的多边形的边是否相交,并将判断结果进行标记；
步骤S2，利用不规则多边形的并算法将具有相交边的两个网格P和Q根据不同的位置关系合并成合并网格；
步骤S3，判断合并网格中其中两个的多边形的边是否相交,若两个合并网格的多边形的边相交,则进行步骤S2,若所述合并网格只有一个,则进行步骤S4；
步骤S4，将合并成一个的网格以地图的形式输出给终端设备。
优选地，所述步骤S2进一步包括:
利用不规则多边形的并算法根据P和Q的形状关系计算出P和Q及P与Q相交部分的凸壳，即P∪Q的外围边界及P∪Q内空洞的边界,具体为,
若P和Q是两个任意简单多边形，当P的凸壳和Q的凸壳关联相交，则求出交点，利用巡回方法找出并的边界点列；
若P和Q是两个凸多边形并且C|＝n+m,计算出C中相邻的P和Q顶点关联的边的交点，然后利用巡回方法找出并的边界点列；
若P和Q是两个凸多边形并且关联相交，至多有n+m个交点，找出P∪Q的边界顶点序列,如果没有交点，则P与Q分离。
具体的，所述P和Q的形状关系包括P与Q分离即P∪Q、P与Q相交、或/>所述P与Q分离包括,
P的顶点位于Q的凸壳外，Q的顶点位于P的凸壳外；
P的某些顶点位于Q的凸壳内，但与Q的凸壳的关联的边不相交；
Q的某些顶点位于P的凸壳内，但与P的凸壳的关联的边不相交。
具体的,
所述不规则多边形的并算法包括计算平面点集凸壳的算法,所述计算平面点集凸壳的算法具体为,
求出点集中x、y坐标的最大值和最小值；
顺序连接最大值和最小值所对应的点组成四边形，将形成的四边形的点集划分成5个子集；
对位于四边形外的4个子集分别删去不是凸壳顶点的点。
具体的,所述不规则多边形的并算法包括计算平面多边形链凸壳的顶点算法,所述计算平面多边形链凸壳的顶点算法具体为,
计算各顶点x和y坐标的最大和最小值所对应凸壳上的四个顶点；
沿多边形链分四个顶点的情况判断出边链L1；
根据夹角大小及判定点在方向边的左侧或右侧的标准判断出边链L2，对边链L2进行倒査，找出凸壳上的顶点。
具体的,
所述不规则多边形的并算法包括计算平面线段集凸壳的算法,所述计算平面线段集凸壳的算法具体为,
将平面上的线段移至抛物线上的点，n条线段成为抛物线上的n个点；
根据平面点计算凸壳的算法，对n条线段的2n个端点的x和y坐标进行排序，排线段顺序为s_1，s_2，…s_n；
利用平面双向扫描的方法找到左上、左下、右上、右下的凸壳顶点及边，并由此4部分组成凸壳顶点及边；
对n条线段的2n个端点的x坐标进行排序，记为p_1，p_2，…p_2n，依此序连接p_1，p_2，…p_2n成为一条简单多边形链L，再计算L的凸壳得到所要结果。
具体的，所述不规则多边形的并算法包括线段交的算法,所述线段交的算法具体为利用平面上线段之间的次序关系，使用平面扫描方法，即自左向右扫过所有的线段，各线段在y轴上的投影不是点就是区间；随着y轴由左向右移动，这些投影点和投影区间出现后又消失,如果一条水平线段的投影点落在另一条垂直线段的投影区间中间，则此两线段相交。
具体的，所述不规则多边形的并算法包括凸多边形交的算法,所述凸多边形交的算法具体为计算凸多边形交时利用平面扫描方法，即扫描到一条线段右端点时必是另一条线段的左端点，因此只需在插入边时进行判断，而在删去边时不必进行判断同时任何时刻的扫描线至多碰到4条线段，根据交点和凸多边形的点计算出相交的多边形。
具体的,所述不规则多边形的并算法包括星形多边形交的算法,所述星形多边形交的算法具体为两星形多边形的相交处由多个凸多边形构成的，根据凸多边形的计算交原理，判断新插入的两条边与未被删去的边或边组是否相交；如果相交，则求出相交处的交点,扫描结束时，将全部求出的交点构成交点集；从任一个交点出发，沿多边形边按逆时针方向行进，交替找出关联的边与相交处的交点，直至回到起始交点，直到交点集为空。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供地图网格的成图方法，作为业务及数据可视化方面的重要方面，网格化管理中使用该方法去合并不同业务规则的网格，实现网格自动成图，并可视化展示的功能，提供更高视觉性的功能操作，目前建立的网格可分为行政网格和供电网格，若业务特殊性需要，可根据此方法把同一纬度的不同网格合并生新的维度的新网格。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明提供的地图网格的成图方法的一个实施例的主流程示意图；
图2为本发明提供的两个任意多边形的顶点所关联的边相交示意图；
图3为本发明提供的两个任意多边形的顶点所关联的边相交示意图；
图4为本发明提供的两个任意多边形的顶点所关联的边相交示意图；
图5为本发明提供的两个任意多边形的顶点所关联的边相交示意图；
图6为本发明提供的两个任意多边形的顶点所关联的边相交示意图；
图7为本发明提供的相交的两个不规则多边形示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，示出了本发明提供的地图网格的成图方法的一个实施例的主流程示意图，在本实施例中，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，判断多个网格的多边形的边是否相交,并将判断结果进行标记；
步骤S2，利用不规则多边形的并算法将具有相交边的两个网格P和Q根据不同的位置关系合并成合并网格；
步骤S3，判断合并网格中其中两个的多边形的边是否相交,若两个合并网格的多边形的边相交,则进行步骤S2,若所述合并网格只有一个,则进行步骤S4；
步骤S4，将合并成一个的网格以地图的形式输出给终端设备。
求两个任意多边形的并的一种方法是逐次判断多边形的每条边是否与另一个多边形的边相交，这种方法需要多次判断两条线段是否相交。这里提出的算法是基于分治思想设计的，该算法首先求出P，Q及P与Q的凸壳，然后分不同情况分别求P∪Q的外围边界及P∪Q内空洞的边界。这种方法只需要Ο(n+m)次判断两条线段是否相交，因而减少了所需要的计算时间。另外，该算法比采用求解线性方程组的方法也优越得多。
如图2至图6所示,在本发明的一个实施例中，优选地，所述步骤S2进一步包括:
利用不规则多边形的并算法根据P和Q的形状关系计算出P和Q及P与Q相交部分的凸壳，即P∪Q的外围边界及P∪Q内空洞的边界,具体为,
若P和Q是两个任意简单多边形，当P的凸壳和Q的凸壳关联相交，则求出交点，利用巡回方法找出并的边界点列；
若P和Q是两个凸多边形并且C|＝n+m,计算出C中相邻的P和Q顶点关联的边的交点，然后利用巡回方法找出并的边界点列；
若P和Q是两个凸多边形并且关联相交，至多有n+m个交点,一般情有两个交点,退化情况时只有一个交点，找出P∪Q的边界顶点序列,如果没有交点，则P与Q分离。
若简单多边形的内部区域是凸集，则此简单多边形是凸的；如果P和Q是两个任意简单多边形，那么根据平面多边形的位置分布情况这两个多边形存在三种不同情况。
具体的，所述P和Q的形状关系包括P与Q分离即P∪Q、P与Q相交、或/>所述P与Q分离包括,
P的顶点位于Q的凸壳外，Q的顶点位于P的凸壳外；
P的某些顶点位于Q的凸壳内，但与Q的凸壳的关联的边不相交；
Q的某些顶点位于P的凸壳内，但与P的凸壳的关联的边不相交。
更具体地，在一个实施例中,多边形顶点的顺序已经给定，而平面上n个点的点集S中的点是无序的，已知计算凸壳需要的时间，则计算多边形顶点的凸壳所需要的时间应少于计算凸壳需要的时间，多边形顶点的有序性对降低问题的复杂性是一个有利的条件,所述不规则多边形的并算法包括计算平面点集凸壳的算法,所述计算平面点集凸壳的算法具体为,
求出点集中x、y坐标的最大值和最小值；
顺序连接最大值和最小值所对应的点组成四边形，将形成的四边形的点集划分成5个子集；
对位于四边形外的4个子集分别删去不是凸壳顶点的点。
具体的,简单多边形链不同于简单多边形,简单多边形链是点的有序排列，其点称为多边形链的顶点，连接点列中相邻两点的线段称为多边形链的边。如果满足条件:除第一个和最后一个顶点可能相同之外，其他顶点都不相同；各边除在端点相交外互不相交；各顶点的度数不是2就是1，则称该多边形链是简单的。第一个和最后一个顶点分别称为多边形链的起点和终点，分别记为s和t。如果s和t为同一个点，则称多边形链是封闭的。简单而又封闭的多边形链称为简单多边形，因此简单多边形是一特殊的多边形链，从而构造简单多边形顶点凸壳的问题易于构造简单多边形链顶点凸壳的问题,所述不规则多边形的并算法包括计算平面多边形链凸壳的顶点算法,所述计算平面多边形链凸壳的顶点算法具体为,
计算各顶点x和y坐标的最大和最小值所对应凸壳上的四个顶点；
沿多边形链分四个顶点的情况判断出边链L_1；
根据夹角大小及判定点在方向边的左侧或右侧的标准判断出边链L_2，对边链L_2进行倒査，找出凸壳上的顶点,一个顶点至多被处理5次，处理一次耗费的时间为常数，多边形链L有n个顶点，其复杂度是线性的。
更具体地，在一个实施例中,把线段作为一种几何对象，研究线段集凸壳的计算问题，而不是把线段转化为另一几何对象，即用点来进行问题的求解，在计算平面上线段集凸売问题的下界时采用一种技巧将平面上的线段移至抛物线上的点,所述不规则多边形的并算法包括计算平面线段集凸壳的算法,所述计算平面线段集凸壳的算法具体为,
将平面上的线段移至抛物线上的点，n条线段成为抛物线上的n个点；
根据平面点计算凸壳的算法，对n条线段的2n个端点的x和y坐标进行排序，排线段顺序为s_1，s_2，…s_n；
利用平面双向扫描的方法找到左上、左下、右上、右下的凸壳顶点及边，并由此4部分组成凸壳顶点及边；
对n条线段的2n个端点的x坐标进行排序，记为p_1，p_2，…p_2n，依此序连接p_1，p_2，…p_2n成为一条简单多边形链L，再计算L的凸壳得到所要结果,。
更具体地，在一个实施例中，所述不规则多边形的并算法包括线段交的算法,所述线段交的算法具体为利用平面上线段之间的次序关系，使用平面扫描方法，即自左向右扫过所有的线段，各线段在y轴上的投影不是点就是区间；随着y轴由左向右移动，这些投影点和投影区间出现后又消失,如果一条水平线段的投影点落在另一条垂直线段的投影区间中间，则此两线段相交。
更具体地，在一个实施例中，所述不规则多边形的并算法包括凸多边形交的算法,所述凸多边形交的算法具体为计算凸多边形交时利用平面扫描方法，即扫描到一条线段右端点时必是另一条线段的左端点，因此只需在插入边时进行判断，而在删去边时不必进行判断同时任何时刻的扫描线至多碰到4条线段，根据交点和凸多边形的点计算出相交的多边形。
如图7所示,更具体地，在一个实施例中,所述不规则多边形的并算法包括星形多边形交的算法,所述星形多边形交的算法具体为两星形多边形的相交处由多个凸多边形构成的，根据凸多边形的计算交原理，判断新插入的两条边与未被删去的边或边组是否相交；如果相交，则求出相交处的交点,扫描结束时，将全部求出的交点构成交点集；从任一个交点出发，沿多边形边按逆时针方向行进，交替找出关联的边与相交处的交点，直至回到起始交点，直到交点集为空。
进一步,任意简单多边形交的算法，求解任意简单多边形交比两个凸多边形交或两个星形多边形交都要复杂，需要凸多边形、星形多边形多种算法结合，综合求解任意简单多边形。
进一步,定任意多边形凸、凹顶点的算法，是先找出任意多边形各顶点组成的点集的凸壳，该凸壳的顶点必是原多边形的部分顶点，并且这些顶点是凸的。
更多的细节，可以参照并结合前述对附图的描述，在此不进行详述。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例提供地图网格的成图方法,作为业务及数据可视化方面的重要方面，网格化管理中使用该方法去合并不同业务规则的网格，实现网格自动成图，并可视化展示的功能，提供更高视觉性的功能操作，目前建立的网格可分为行政网格和供电网格，若业务特殊性需要，可根据此方法把同一纬度的不同网格合并生新的维度的新网格。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (1)

1.一种地图网格的成图方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，判断多个网格的多边形的边是否相交,并将判断结果进行标记；
步骤S2，利用不规则多边形的并算法将具有相交边的两个网格P和Q根据不同的位置关系合并成合并网格；
步骤S3，判断合并网格中其中两个的多边形的边是否相交,若两个合并网格的多边形的边相交,则进行步骤S2,若所述合并网格只有一个,则进行步骤S4；
步骤S4，将合并成一个的网格以地图的形式输出给终端设备；
其中，所述步骤S2进一步包括:
利用不规则多边形的并算法根据P和Q的形状关系计算出P和Q及P与Q相交部分的凸壳，即P∪Q的外围边界及P∪Q内空洞的边界,具体为,
若P和Q是两个任意简单多边形，当P的凸壳和Q的凸壳关联相交，则求出交点，利用巡回方法找出并的边界点列；
若P和Q是两个凸多边形并且|C|＝n+m,计算出C中相邻的P和Q顶点关联的边的交点，然后利用巡回方法找出并的边界点列；其中，C表示总的交点，n+m表示P和Q之间存在n+m个交点，n表示P的边数，m表示Q的边数；
若P和Q是两个凸多边形并且关联相交，至多有n+m个交点，找出P∪Q的边界顶点序列,如果没有交点，则P与Q分离；
所述P和Q的形状关系包括P与Q分离即P∪Q、P与Q相交、或/>
所述P与Q分离包括,
P的顶点位于Q的凸壳外，Q的顶点位于P的凸壳外；
P的某些顶点位于Q的凸壳内，但与Q的凸壳的关联的边不相交；
Q的某些顶点位于P的凸壳内，但与P的凸壳的关联的边不相交；
所述不规则多边形的并算法包括计算平面点集凸壳的算法,所述计算平面点集凸壳的算法具体为,
求出点集中x、y坐标的最大值和最小值；
顺序连接最大值和最小值所对应的点组成四边形，将形成的四边形的点集划分成5个子集；
对位于四边形外的4个子集分别删去不是凸壳顶点的点；
所述不规则多边形的并算法还包括计算平面多边形凸壳的顶点算法,所述计算平面多边形凸壳的顶点算法具体为,
根据多边形顶点的有序性判定点在线段的哪一侧以及点角的大小；
留下按多边形顶点的顺序连接的点，这些顶点的角的大小按递增顺序排列；
检査所述顶点的排列，用Graham扫描方法删去非凸壳顶点，最后得到多边形的凸壳的顶点；
所述不规则多边形的并算法还包括计算平面多边形链凸壳的顶点算法,所述计算平面多边形链凸壳的顶点算法具体为,
计算各顶点x和y坐标的最大和最小值所对应凸壳上的四个顶点；
沿多边形链分四个顶点的情况判断出边链L1；
根据夹角大小及判定点在方向边的左侧或右侧的标准判断出边链L2，对边链L2进行倒査，找出凸壳上的顶点；
所述不规则多边形的并算法还包括计算平面线段集凸壳的算法,所述计算平面线段集凸壳的算法具体为,
将平面上的线段移至抛物线上的点，n条线段成为抛物线上的n个点；
根据平面点计算凸壳的算法，对n条线段的2n个端点的x和y坐标进行排序，排线段顺序为s_1，s_2，…s_n；
利用平面双向扫描的方法找到左上、左下、右上、右下的凸壳顶点及边，并由此4部分组成凸壳顶点及边；
对n条线段的2n个端点的x坐标进行排序，记为p_1，p_2，…p_2n，依此序连接p_1，p_2，…p_2n成为一条简单多边形链L，再计算L的凸壳得到所要结果；
所述不规则多边形的并算法还包括线段交的算法,所述线段交的算法具体为利用平面上线段之间的次序关系，使用平面扫描方法，即自左向右扫过所有的线段，各线段在y轴上的投影不是点就是区间；随着y轴由左向右移动，这些投影点和投影区间出现后又消失,如果一条水平线段的投影点落在另一条垂直线段的投影区间中间，则此两线段相交；
所述不规则多边形的并算法还包括凸多边形交的算法,所述凸多边形交的算法具体为计算凸多边形交时利用平面扫描方法，即扫描到一条线段右端点时必是另一条线段的左端点，因此只需在插入边时进行判断，而在删去边时不必进行判断同时任何时刻的扫描线至多碰到4条线段，根据交点和凸多边形的点计算出相交的多边形；
所述不规则多边形的并算法还包括星形多边形交的算法,所述星形多边形交的算法具体为两星形多边形的相交处由多个凸多边形构成的，根据凸多边形的计算交原理，判断新插入的两条边与未被删去的边或边组是否相交；如果相交，则求出相交处的交点,扫描结束时，将全部求出的交点构成交点集；从任一个交点出发，沿多边形边按逆时针方向行进，交替找出关联的边与相交处的交点，直至回到起始交点，直到交点集为空。
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