[发明专利]全球六边形离散格网上的矢量数据绘制方法

说明书

技术领域

本发明属于地球空间信息技术领域，涉及一种用于全球六边形离散格网上的矢量数据绘制方法。

背景技术

纸质地图作为地球空间信息的载体已有几千年的历史。步入信息社会，尽管存储介质从纸张升级为磁盘、光盘，检索和使用方式从人工变为自动，但空间信息组织的理论基础却从未改变，在三维笛卡尔坐标系、地图投影坐标系或地理坐标系下表达空间数据的模式沿用至今。

随着空间数据获取手段的不断提高，人们关注的区域逐渐从局部扩展至全球，传统空间数据表达方法暴露出一些不足：

1．采用空间连续的笛卡尔坐标表示地理位置并非最佳，因为计算机更适合处理离散化的二进制编码，而非空间连续的浮点数；

2．基于地图投影的方式表示空间数据并不合适，在信息时代我们有能力按照地球本来的面目建模；

3．地理坐标系在理论上并不完善，在两极存在畸点，不利于空间数据表达；

4．采用理想的几何概念（如没有形状、面积的点）表示现实中的地理实体不符合实际，应给出精度信息；

5．空间数据的表达缺乏对尺度的直接支持，对数据整合不利。

由此可见，传统空间数据表达方法已不能很好地满足全球海量空间数据多分辨率管理和应用的需求，有必要建立适合计算机处理的表达方法。

全球离散格网采用特定方法将地球均匀离散化，形成无缝无叠的多分辨率格网层次结构，采用格网单元的地址编码代替传统地理坐标参与数据操作，其优势体现在：

1．以整个地球为研究对象，更适合处理全球尺度的问题；

2．对地球空间的同构离散化，有助于数据统一建模、按需重组；

3．格网具有层次性，在结构上支持多尺度数据表达；

4．数据操作采用编码运算完成，更适合计算机处理。

因此，我们认为全球离散格网为海量空间数据的有效表达提供了新方法，有望弥补当前应用的不足。

研究和分析表明，在三角形、四边形和六边形这三种能够规则覆盖平面的格网中，六边形格网的结构最紧凑，具有如下优点：

1．以最小的平均误差量化平面，具有最大的角分辨率；

2．有别于三角形格网或四边形格网，六边形格网单元一致相邻；

3．在表达相同信息量的前提下，六边形格网比四边形格网约节省约14%的采样量。

显然，研究基于全球六边形离散格网的空间数据表达方法不仅具有重要的理论意义，而且具有很高的实用价值。而从目前公开发表的文献来看，绝大多数成果关注的仅是平面六边形格网上栅格数据的表达和绘制，对全球六边形离散格网上矢量数据的表达和绘制尚未提出较好的解决方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种全球六边形离散格网上的矢量数据绘制方法，以解决全球离散格网上大范围矢量绘制过程中的跨面难题，克服现有方法难以在全球六边形离散格网上绘制矢量数据的问题。

本发明的线状矢量数据在平面六边形格网上的绘制方法步骤如下：

第一步：在平面六边形离散格网的单元斜                                                坐标系中I轴与J轴成，将线实体的每一个节点坐标即笛卡儿坐标转换成单元斜坐标系中的离散坐标，其中矢量节点的个数为， ，则有：；

第二步：对于任意两个节点和之间进行六边形格网上的直线绘制：令的坐标为， 的坐标为，计算和， ， ；

第三步：根据与、与的大小判断直线绘制的方向，并按照I方向或J方向逐一填充单元绘制；

第四步：按照第二步的方法，将矢量数据所有节点间直线绘制的六边形单元全部激活。

进一步的，所述第三步根据与、与的大小判断直线绘制的方向，具体步骤如下：

（1）当，调用步骤（2）；否则，初始化变量，转到步骤（5）；

（2）当，初始化变量，转到步骤（3）；否则，初始化变量，转到步骤（4）；

（3）当时， ，如果，则，否则，令，激活，转到步骤（3）；当时，绘制过程结束；

（4）当时， ，如果，则，否则，令，激活，转到步骤（4）；当时，绘制过程结束；

（5） 当时，如果，则，否则，令，激活，转到步骤（5）；当时，绘制过程结束。

本发明的面状矢量数据在平面六边形格网上的绘制方法步骤如下：

第一步，根据面状实体的节点坐标范围，确定面状实体在单元斜坐标系上的范围；