[发明专利]一种矢量图形地图符号的绘制方法

说明书

技术领域

本发明属于地理信息技术领域，更具体的，涉及一种矢量图形多灰度平滑显示计算机绘制方法，尤其涉及一种矢量地图符号在使用光栅图形显示器的计算机上进行多灰度平滑处理后进行显示的方法。

背景技术

地图符号是表示地图内容的基本手段，它由形状不一、大小不一、色彩有别的图形或字符组成，具有明确的地理要素指代意义，是地图视觉感知的重要线索和解释地图的重要依据，是地理信息可视化表达的重要内容。目前地理信息系统(GIS)及各种地图软件主要是通过地图符号来完成地理信息的符号化表达，地图符号除点符号有少部分采用图片外，绝大多数点符号和全部的线符号和面符号采用矢量图形符号。矢量图形在光栅图形显示器中是以离散的像素点表现的，会出现因用离散量来表示连续量而引起的走样失真，造成矢量图形在显示设备上显示粗糙。尤其随着卫星、航空摄影等技术的发展，遥感影像地图凭借更新周期短、时效性强和内容丰富的特点已经越来越成为当前电子地图的主要表达手段，但是在这些影像上叠加矢量地图符号出现了矢量地图符号走样失真现象突出，表达效果差，矢量地图符号的低灰度级性与背景地图的多灰度级性形成了强烈的反差。

目前在地图符号研究领域，主要侧重于矢量地图符号的定义和符号化过程，对于矢量地图符号的图像特征平滑绘制研究尚未开展。而在矢量图形领域对于走样失真处理技术都是针对图形目标(函数y＝f(x))在图形学领域的处理。存在以下的不足：一是必须已知图形在物体空间(object space)的几何描述，不能对未知或复杂的图形进行反走样平滑处理，如TrueType字符，二是对已知在物体空间的几何图形进行处理，也只能达到较低灰度级别的平滑处理(一般不超过3级灰度)。

本发明从数字图像学领域出发，基于当一个连续的信号不是在高频率下取样就会出现走样失真现象，当点取样一个连续的信号的时候走样失真就出现在计算机图形中，图像的数字形式就是一些连续的信号以单个的点来取样，也就是一个像素位置的原理，根据奈奎斯特(Nyquist)采样定理当取样频率小于Nyquist极限的时候就出现了人造感走样失真也就是计算机图形中的锯齿图形。基于以上的数学模型，本发明将矢量地图符号转化为图像形式，在图像学领域对矢量地图符号绘制采样区域采用平滑滤波的方法，实现高精度矢量图形定义下的具备图像多灰度级及平滑特征的矢量地图符号的计算机绘制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有图像平滑特征效果的矢量地图符号的计算机绘制方法，实现具备图像多灰度级及平滑特征的矢量电子地图符号的计算机绘制。

本发明的技术方案包括以下步骤：

步骤1：在计算机系统中，将矢量地图符号设置模型模块，按照类别分类并建立参数模型，参数模型有符号类型和配置参数组成；地图符号类别分为点符号、线符号和面符号，参数模型中点符号参数包括输出点的绝对坐标，线符号参数包括输出路径(坐标点集)的绝对坐标，面符号参数包括输出路径(外沿坐标点集和内岛坐标点集)的绝对坐标。

步骤2：计算矢量符号的最小外接矩形，并申请该矩形大小的位图缓存作为画板，该矩形按照符号类别由以下步骤得到，

矢量点符号：以组成点符号的基本图形元素集合(圆、椭圆、多边形、矩形、折线、曲线、弓形、矢量字体)的相对坐标的最大值和最小值确定最小外接矩形，横坐标最小值和纵坐标最小值组成矩形的左上角坐标，横坐标最大值和纵坐标最大值组成矩形的右下角坐标。

线符号：以线符号的实际路径坐标的最大值和最小值确定最小外接矩形，横坐标最小值和纵坐标最小值组成矩形的左上角坐标，横坐标最大值和纵坐标最大值组成矩形的右下角坐标。

面符号：以面符号最外沿实际路径坐标的最大值和最小值确定最小外接矩形，横坐标最小值和纵坐标最小值组成矩形的左上角坐标，横坐标最大值和纵坐标最大值组成矩形的右下角坐标。

步骤3：在缓存画板上按照矢量几何参数绘制矢量图形，并确定采样区。

而且采样区的确定，点符号以最小外接矩形作为采样区，面符号以外沿路径最小外接矩形作为采样区，而线符号则通过设置路径/画板对角线比阈值并比较当前路径/画板对角线比与阈值的大小，大于阈值则采样区＝画板区，否则按照步长沿路径设置子采样区；

而且每个采样区的高和宽一定是4的整数倍；

而且每个采样区像素单元指定格式为每像素不少于32位，包含alpha、红色、绿色和蓝色分量。

步骤4：对采样区进行滤波。滤波算子包含模糊、3阶加权模糊、5阶加权模糊、高斯模糊和柔和。