NO753730L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår databehandlingsutstyr,

og særlig utstyr til behandling av data som defineres topografiske trekk.

Topografiske trekk er representert på kart på en av to måter. Mange trekk representeres av forskjellige kategorier linjer, såsom koter, veier, jernbaner, elver og omriss av be-byggede områder eller skoger. Andre trekk representeres av det man kan kalle punktsymboler, såsom bygninger av forskjellige typer og høydepunkter. Disse to typer representasjoner sammen med ord gir all den informasjon som normalt finnes på et kart.

Hvis data som definerer disse og andre topografiske trekk i en hensiktsmessig form mates til en datamaskin kan mange typer problemer løses meget hurtig for å gi informasjon som ellers ville kreve lang tid og meget arbeid. Det ville f.eks. være mulig å få detaljer vedrørende det sannsynlige dekningsom-råde for radio- eller fjernsynssendere.

Ett av de problemer som oppstår når det gjelder dette

er problemet med lagring og behandling av de nødvendige data. Et område med bakket landskap kan ha mange mil med koter. Det er imidlertid kjent fra ansøkning nr. 4441/73 å lagre slike informasjoner ved å definere koordinatene for et antall koter i avstand fra hverandre langs en bestemt linje, og ved separat å lagre informasjoner som angir formen på linjen mellom på hverandre følgende punkter. Avstanden mellom disse punkter som i det følg-ende kalles "knutepunkter", avhenger av linjens form. For for-holdsvis rette linjer kan knutepunktene ligge lenger fra hverandre enn når linjene har mer kompleks form. Linjen mellom to knutepunkter kan representeres av et antall elementer som hvert har form av en rett linje som strekker seg i en av de fire kom-passretninger. Hvis elementene er tilstrekkelig korte vil rekken

av elementer kunne tilnærmes den ønskede form med tilstrekkelig nøyaktighet. Settet av elementer mellom to knutepunkter beteg-nes som et spenn.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til utstyr til behandling av data som er knyttet til informasjoner representert av linjer på et kart, der linjene er gjengitt i den form som er omhandlet ovenfor.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvis-ning til tegningene der: Fig. 1 viser et blokkdiagram for de komplette databehandlingsutstyr,

fig. 2 viser den elementkoding som benyttes,

fig. 3 viser løsningen av et bestemt problem,

fig. 4 viser den logiske anordning som er nødvendig

for å løse problemet på fig. 3,

fig. 5 viser formen for datamaskinens utgangsord,

fig. 6 viser detaljer ved en del av den krets som er

gjengitt på fig. 4, og

fig. 7 viser et modifikasjon av en del av den logiske

anordning på fig. 4.

På fig. 1 er det komplette databehandlingsutstyr gjengitt i en generell form. Utstyret er gruppert rundt datamaskinen C som har sin egen lagring Sl. Det finnes en ytterligere lagring S2 som er tilknyttet en logisk enhet L. Datamaskinen har peri-ferielle inngangs- og utgangsenheter IP og OP for innføring av programmer, data osv.

Som allerede nevnt vil hver av linjene på kartet, som i det følgende kalles "kartlinjer" representere et topografisk trekk og er delt opp i spenn av passende lengde, alt etter hvor kompleks linjens form er. Knutepunktene ved begynnelsen av spennene fastlegges med deres kartesiske koordinater i forhold til en . eller annen hensiktsmessig referanse, og koordinatene lagres i lagret Sl. Referansen kan med fordel være referansen for rute-nettet som benyttes på kartet. Det antall slike knutepunkter som kan lagres blir utelukkende bestemt av lagringskapasiteten. Lagret Sl vil også inneholde data som fastlegger kategorien av den linje som knutepunktene ligger på, og også utfyllende data innenfor

kategoriene.

Spennet mellom to knutepunkter er delt opp i elementer av passende lengde. Lengden vil avhenge av den ønskede nøyaktig-het i de lagrede data. For et kart i målestokken 1:50 000 med 2 cm svarende til 1 km, er en elementlengde på f.eks. 25 m hensiktsmessig. Data som gjelder elementene blir lagret i det auto-nome lager S2, og hvert element representeres av to databiter. Som vist på fig. 2 er to biter tilstrekkelig til å angi retningen av et element fra enden av det foregående element. På denne måte blir et spenn representert av et antall bitpar, i dette tilfelle opptil 9 6 par, med åtte ord som hvert er på 24 biter.

Av årsaker som vil bli forklart nærmere i det følgende er det hensiktsmessig å dele opp det lagrede område i f.eks. kvadrater med 10 km sidekanter og å sørge for at det ligger et knutepunkt der og når et spenn krysser kvadratets horisontale og vertikale grenser. Dette vil naturligvis føre til en variasjon i antall elementer i et spenn. Deli antall som er antydet ovenfor er bare et maksimum'.

Den type problem som behandlingsutstyret skal svare på gjelder spørsmål om hvilken eller hvilke kartlinjer som representerer en bestemt type trekk løper gjennom eller nær et punkt som er av interesse. Som et alternativ kan spørsmålet gjelde en bestemt kartlinje som representerer et definert trekk. Løsningen på et slikt problem kan anvendes for mange formål. For eksempel kan undersøkelsen av en foreslått veirute for å se om det der er noen hindringer, forsinkelser eller omkjøringer, utføres ved å sammenlikne kjente punkter for slike forsinkelser etc. med den foreslåtte rute. Det samme gjelder spørsmålet om hvilken hoved-vei som passerer gjennom eller nærmest et bestemt punkt, f.eks. en landsby.

Her skal det behandles spørsmålet om en bestemt vei løper gjennom en bestemt by eller ikke. Byen vil bli representert av et område i stedet for et punkt, og dette område er til-nærmet et rektangel der lengden av sidene er et helt tall elementer. Fig. 3 viser det tilfellet der rektangelet har sider på tre og tb elementer og viser en del av en vei som er gjengitt som et antall på hverandre følgende elementer. Som allerede nevnt vil datamaskinen tilføre lageret S2 (fig. 1) koordinatene for alle knutepunktene langs en bestemt vei, i dette tilfelle innenfor et 10 km kvadrat som inneholder byen. Koordinatene vil være uttrykt kartesisk i forhold til både det nedre venstre hjørne av 10 km kvadratet og det nedre venstre og øvre høyre hjørne av rektangelet som representerer byen. På fig. 3 er koordinatene for knutepunktet A uttrykt to ganger, først som / (x-x1), (y-yl? der x og y er koordinatene for punktet A i forhold til origo 0

og x<1>og y<1>er koordinatene for hjørnet P', og deretter som /Tx-x")., (y-y"l? der x" og y" er koordinatene for hjørnet P". Hvert depå følgende punkt B, C, D etc. blir betraktet etter tur, og retningen for hvert element fra knutepunktet eller fra enden av det foregående element er kjent. For at et punkt på en linje skal ligge innenfor rektangelet må (x-x<1>) og (y-y') være positiv og (x-x") og (y-y") må være negativ.

Den logiske anordning L som er nødvendig for å bestemme denne betingelse er vist på fig. 4. På fig. 4 er lagret S2 og de forskjellige deler av den logiske enhet koplet sammen ved hjelp av en datahovedbane H som via en "interface" I er koplet til komputeren C. Bare datahovedbanen er vist idet innganger for klokke-pulser og skyveregistre er utelatt for oversiktens skyld. Rekke-følgen av operasjonene vil fremgå av den følgende beskrivelse.

Inngangen til lageret S2 er via et register RI som står i direkte forbindelse med hovedbanen H. En teller Cl avgir også en inngang til lageret S2 og til et register R2 og den styrende logiske krets CL1. Registeret Ri påtrykker en inngang på den styrende logiske krets CL2 som frembringer styresignaler for andre enheter.

Fire teller C2, C3, C4 og C5 er koplet til hovedbanen

H og alle har utgangene fra deres tegnbiter koplet til en område-detektor AD, hvis utgang 2. er koplet til den styrende logiske krets CL3. Denne påtrykker et signal på Cl avhengig av cj.f°r å overføre data til hovedbanen.

Etterhvert som elementene blir behandlet, blir de tellet av C6,og CL4 frembringer et signal LE som representerer "siste ordelement". Den styrende logiske krets CL1 avleder "siste ord i et spenn"-signal LW og en bistabil enhet B frembringer et "siste spenn"-signal LS.

Registerer Ri inneholder spenndata som gjelder antall elementer. En kapasitet på 24 biter f.eks. muliggjør lagring av

detaljer ved tolv elementer på samme tid. Tellerne C2, C3, C4

og C5 holder koordinatene for et knutepunkt i forhold til hjør-nene av rektangelet. Da knutepunktet og rektangelet kan være i motsatte hjørner av området som er under betraktning, må tellerne være store nok til å holde lengden av sidene av dette område, f.eks. 10 km i kvadrat, og for 25 m elementer kreves det åtte biter. Telleren C6 krever fire biter når det er tolv elementer pr. ord. Cl og R2 er benyttet for å holde adressene, og et ord-lager 64K krever seksten biter.

Som allerede forklart bestemmer komputeren C hvilke knutepunkter som er knyttet til spenn av mulig interesse og over-fører til den ledige kapasitet i lageret S2 koordinatene og iden-tifiseringstallet for hvert knutepunkt. Disse data føres samlet, avhengig av den tilgjengelige kapasitet i lageret S2. Tre ord benyttes for å definere hvert knutepunkt, og de blir kodet som vist på fig. 5. Ordet 1 holder (x-x<1>) i bitene 0-7 og (x-x") i bitene 8-15. På samme måte holdes (y-y') og (Y-y") i ord 2. Ord 3 holder knutepunktstallene JN i bitene 0-11 og biten 2 3 blir inn-stilt når knutepunktet er det siste i samlingen.

Etterat en samling knutepunktsdata er blitt innført i lageret S2, settes registeret R2 på adressen for ord 1 for det første knutepunkt. Adressen i R2 blir innført i telleren Cl, (x-x<1>) blir innført i telleren C2 og (x-x") blir innført i telleren C3. Telleren Cl får så en liten økning, og (y-y<1>) og (y-y") blir innført i tellerne C4 og C5. Telleren Cl får igjen en liten økning og dens innhold pluss 1 som er adressen til ordet 1, for det annet knutepunkt, blir overført til registeret R2. Knutepunkttallet fra ord 3 (knutepunkt 1) blir innlest i telleren Cl, med riktig betydning, slik at telleren Cl inneholder adressen til det første ord for spennet som er knyttet til knutepunktet 1. Dette spennord blir innlest i RI.

Innholdene i registeret RI forskyves, to biter (ett element) om gangen til den styrende logiske krets CL2. Denne logiske krets er slik at hvis de to biter er 00 eller 10 (som represerer elementer som er rettet mot nord eller syd) fremkommer det en puls e mens bitene 01 eller 11 (øst eller vest elementer) fører til frembringelse av en puls f. Samtidig blir et "adder"-signal frembrakt som resultat av elementkodene 01 eller 00, mens et "subtraher"-signal fremkommer som resultat av elementkodene 11 eller 10. Adder- og subtraher-signalene påtrykkes tellerne C2 og C3, C4 og C5. e-pulsen påtrykkes tellerne C4 og C5 og s-pulsen tilføres tellerne C2 og C3.

Den første gang under et spenn da områdedetektoren AD frembringer utgångssignalet G, blir dette statistisert i den styrende logiske krets CL3, og knutepunkttalbt fra telleren Cl returneres til komputeren via hovedbanen H og interface I. Derpå følgende2~signaler i løpet av spennet blir ignorert. Den statistiserende anordning gjøres klar før start på neste spenn.

Den styrende logiske krets CL4 detekterer det siste element-i hvert ord (LE) og bringer telleren Cl.til en liten økning slik at det neste spennord kan innleses i RI. Telleren C6 som er tilsluttet den styrende logiske krets CL4, tilbakestilles ved begynnelsen av hvert ord.

Den styrende logiske krets CL1 detekterer det siste ord i spennet (LW) og når dette og LE opptrer, blir telleren Cl tilført adressen for det neste knutepunkt fra registeret R2 etc.

Den bistabile enhet B detekterer den siste spennbit (biten 2 3 for ordet 3) og når dette, LW og LE opptrer samtidig, blir den bistabile enhet stilt for å angi til komputeren at alle de tilgjengelig spenn er blitt behandlet.

Områdedetektoren AD bruker bare .tegnbiter fra tellerne C2 til C5 og av den grunn kan bare to tilstander oppstå, for det første når tallet er negativt og for det annet når det er null eller positivt. (Hvis (x-x<1>) etc. tilføres tellerne, frembringer områdedetektoren en utgang når (x-x') og (y-y<1>) er null eller positive, og når (x-x") og (y-y"). er negative)..Dette inntrer når kartlinjen ligger innenfor rektangelet eller ved dets syd eller vest kanter, men ikke ved de to andre kanter. Det er nødvendig at kartlinjen bare detekteres innenfor rektangelet og C2 til C5 blir tilført henholdsvis (x-x't-1)/(x-x"), (y-y'-l) og (y-y").

For det første punkt A som er vist på fig. 3,blir verdien (x-x'-l) innført i telleren C2, (x-x") i telleren C3, (y-y,-D i telleren C4 og (y-y") i telleren C5. Disse verdier er henholdsvis -3, -5, -3 og -4. Elementkoden 01 vedrørende elemen-tet AB, blir fra registeret RI tilført den styrende logiske krets CL2. Dette fører til frembringelse av pulsen f_ og "adder"-signalet. Man ser således at innholdet i tellerne C2 og C3 øker

med én, det vil si fra -3 til -2, og fra -5 til -4.

For det neste element BC er koden 00 og av den grunn frembringer den styrende logiske krets pulsen e og "adder"-signalet. Dette øker innholdene i tellerne C4 og C5 med én,

det vil si fra -3 til -2 og -4 til -3.

Det ovenstående gjentas for hvert derpå følgende element inntil punktet G er nådd, hvilket punkt er det første innen rekkevidde for 3x2 rektangelet. Prosedyren kan nu avbrytes for å informere komputeren om at kartlinjen passerer gjennom rektangelet. Om nødvendig kan knutepunkttallet gis via den styrende logiske krets CL1 og telleren Cl. Om nødvendig kan prosessen fort-sette inntil komputeren har en liste over alle knutepunkter som i det minste har en del av tilhørende spenn som krysser rektangelet. For knutepunktet på en sammenhengende linje behøver tellerne C2, C3, C4 og C5 ikke ha noen knutepunktdata etter det første fordi elementene som utgjør kartlinjen fører fra et knutepunkt til det neste.

Områdeeletektoren bestemmer om kartlinjen kommer inn i rektangelet eller ikke. Fig. 6 viser det logiske diagram. Henvis-ningene C2g, C3g, C4g og C5g henviser til tegnbitene i tellerne C2, C3, C4 og C5. C3g og C5g er tilsluttet portene GA og GB hvis utganger sammen med C2g og C4g er tilsluttet porten Gcsom gir en utgang g_ .

Områdedetektoren virker slik:

Her skal nu betraktes eksemplet på fig. 3 og det forhold da tellerne C2, C3, C4 og C5 er tilført informasjoner som beskrevet ovenfor. I punktet A er innholdene av disse tellerne -3, -5, -3 og -4 slik at alle tegnbiter C2C til C5C er "1". Både C2Cog C4 sikrer at g er et "0.". Innholdene av tellerne C2 til C5 blir mer positive ved bevegelse fra A til B og til.C samt D. Fra D til E endrer telleren C2 seg fra -1 til 0 og dermed går C2g fra "1" til "0". Ved E vil bare C4g (telleren C4 som inneholder -2) holde 2 på et "0". Ved bevegelse til F blir innholdene i telleren C4 -1, veg G blir "0" :.og C4g forandrer seg til "0". Ved dette punkt er også C2g "0" mens C3g og C5g er "1" som er betingelsen for at2skal være "1". Dermed har man funnet at kartlinjen går innenfor rektangelet.

Det rektangulære område kunne like godt være kvadra-tisk uten at dette endrer noe i det logiske mønster.

Rektangelet kan reduseres i størrelse inntil prøven viser om kartlinjen passerer gjennom et bestemt punkt. En modifikasjon kan benyttes for å påvise om et punkt av interesse og enden av et element i virkeligheten faller sammen. I et slikt tilfelle er tellerne C3 og C5 ikke nødvendige og heller ikke be-høver man områdedetektoren AD. Innholdene i tellerne C2 og C4 kontrolleres av nulldetektoren for bestemmelse av "alt null"-betingelsen som angir at de faller sammen. I dette tilfelle vil koordinatene x' og y' være koordinatene for det spesielle punkt som er av interesse. Fig. 7 viser denne modifikasjon av fig. 4, der nulldetektorene er betegnet med ZD1 og ZD2.

Størrelsen av undersøkelsesområdet som det her er tale om når komputeren velger de knutepunkter som angir spenn av mulig interesse, kan være av en hvilken som helst passende stør-relse, og behøver ikke være et område med 10 km sidekanter som her er valgt som'eksempel.

Den utførelsesform som er beskrevet i det foregående angår topografiske informasjoner. Oppfinnelsen kan imidlertid like godt anvendes på andre former for informasjoner som er representert av linjer på et kart. For eksempel kan opptegnelser av magnetiske eller elektriske felter også representeres av linjer, noe som også gjelder mange andre typer informasjoner.

Antallet og lengden av de ord som benyttes for innfør-ing av koordinatene og knutepunkttallene i de logiske enheter kan variere for tilpasning til forskjellige omstendigheter. Kod-ingen av kvadrantene over logiske mønster kan også forandres etter behov.

Claims (4)

1. Anordning til behandling av data som gjelder informasjoner representert ved linjer på et kart, omfattende et første lager innrettet til under drift å lagre data som representerer koordinatene for en flerhet av punkter i avstand fra hverandre langs den eller hver kartlinje det er behov for, og et andre lager som er innrettet til under drift å lagre data som representerer et antall sett elementer, der hvert sett er definert av ett av de nevnte punkter som ligger i avstand fra hverandre, og til bestemmelse av kartlinjen mellom det nevnte ene punkt og det neste, karakterisert ved en komputer som er tilsluttet det første lager og er innrettet til under drift å identi-fisere punktet eller hvert av punktene som ligger i avstand fra hverandre og som angår en spesiell kartlinje, og innenfor et på forhånd bestemt område rundt et punkt av interesse på kartet, og ved logiske anordninger som er tilsluttet komputeren og det annet lager for å motta data fra dette, og er innrettet til under drift å bestemme hvilke elementer i hvert sett som er definert ved et identifisert av punktene som er i avstand fra hverandre ved til-nærmelse innenfor et på forhånd bestemt område rundt det nevnte punkt som er av interesse.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det på forhånd bestemte område er et rektangel, mens den logiske anordning innbefatter fire tellere som hver er innrettet til under drift å lagre et tall som representerer en eller annen koordinat for enden av et element i forhold til et forskjellig hjørne av rektangelet, og tegnfølgende anordninger for angivelse av når tegnene for de lagrede tall representerer et punkt innenfor det nevnte på forhånd bestemte område.

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det på forhånd bestemte område er punktet av interesse og at den logiske anordning innbefatter tellere som hver er innrettet til under drift å lagre et tall som representerer den ene eller annen av koordinatene for enden av et element i forhold til det punkt som er av interesse, samt detekteringsanord-ninger for angivelse av sammenfall mellom enden av ett element og det nevnte interessepunkt.

4. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 2 eller 3, karakterisert ved at tallet som er lagret i hver teller økes eller reduseres med én eller forblir uforandret for hvert derpå følgende element med enhetlig lengde i ett sett av elementer.