[发明专利]用于电子地图的线段抽稀装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及GIS数据、图像数据处理领域，特别是涉及基于折线的数据压缩方法，尤其是涉及一种用于电子地图的线段抽稀装置及其方法。

背景技术

在对电子地图的处理过程中，以嵌入式车载导航设备为例，由于其受到外存及内存容量的限制，在满足显示功能要求的情况下总是要将显示用的地图数据进行抽稀，以减小地图大小。传统的矢量数据压缩方法中的道格拉斯-普克法(简称DP算法)较为常用，其基本思路如图1所示：对每一条曲线的首末点虚连一条直线。求所有点与直线的距离，找出最大距离值dmax。用dmax与阈值D相比；若dmax＞D，这条曲线上的中间点全部舍去；若dmax≥D，保留dmax对应的坐标点，并以该点为界，把曲线分为两部分，对这两部分重复使用该方法。

但分析数据处理结果发现，道格拉斯在曲率较小的地方，抽稀力度不够，有些点没有抽稀掉，压缩率低，如图2中的A点；而曲率较大的地方，抽稀幅度过大，平滑度不够，失真比较严重，如图3所示。即对弧度较大的近似曲线的路段则抽移后给人以明显的棱角感，尤其在大比例尺地图下最为明显。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的方法在曲率较小的地方压缩率低、曲率较大的地方失真严重的缺陷，提供一种兼顾压缩率和平滑度的用于电子地图的线段抽稀装置及其方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种用于电子地图的线段抽稀装置，其特点在于，其包括以下模块：

地图导入模块，用于将电子地图分割成若干条线路，然后将所述线路转化成对应的曲线；

阈值设定模块，用于分别设定距离阈值D，角度阈值A；

垂距计算模块，用于将所述曲线的首点PS、尾点PE连成的直线作为基准线，计算所述曲线上其余各端点到直线PS-PE的最大垂距dm；

夹角计算模块，用于将最大垂距点记为Pm，并计算出矢量PS-Pm与矢量Pm-PE的夹角a；

线段抽稀模块，用于比较dm与D，a与A的大小，如果dm≤D且a≤A，则曲线仅保留首尾点PS、PE，其余点全部舍去；如果dm＞D或者a＞A，则以Pm点将该曲线分为两部分，分别对该两部分重复进行垂距计算、夹角计算及线段抽稀，直到dm≤D且a≤A。

较佳地，该装置还包括一遍历模块，用于对该地图上其他的曲线依次进行遍历，重复进行垂距计算、夹角计算及线段抽稀，直到完成对该地图上所有曲线的抽稀。

较佳地，垂距计算模块中，垂距采用如下公式计算，PS-P-PE组成三角形，求其面积Area和底边PS-PE的长度Base，然后用三角形面积公式求其高获得垂距d，其中Area＝|(1/2)(x1y2+x2y3+x3y1-x2y1-x3y2-x1y3)|，Base＝v((x1-x2)^2+(x1-x2)^2)，d＝2*Area/Base，其中(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)分别为点PS、P、PE的坐标。

较佳地，夹角计算模块中，先计算cos(a)＝(x1x2+y1y2)/(v((x1^2+x2^2)*(x2^2+y2^2))，从而得出夹角a＝acrcos((x1x2+y1y2)/(v((x1^2+x2^2)*(x2^2+y2^2)))，其中，x1＝Pm.x-PS.x，y1＝Pm.y-PS.y，x2＝PE.x-Pm.x，y2＝PE.y-Pm.y，Pm.x、Pm.y、PS.x、PS.y、PE.x以及PE.y分别为点Pm、PS和PE的(x，y)坐标。

较佳地，所述电子地图为用于车载导航设备上的电子地图。

本发明的另一技术方案为：一种利用所述的装置的线段抽稀方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S₁、将电子地图分割成若干条线路，然后利用地图导入模块将所述线路导入并转化成对应的曲线；

S₂、在阈值设定模块中，分别设定距离阈值D，角度阈值A；

S₃、先取一条曲线，将其首点PS、尾点PE连成的直线作为基准线，计算曲线上其余各端点到直线PS-PE的最大垂距dm；

S₄、利用夹角计算模块，将最大垂距点记为Pm，并计算出矢量PS-Pm与矢量Pm-PE的夹角a；