[发明专利]基于GIS组件的地球椭球面上线要素缓冲区生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及地理信息系统（GIS）和海洋划界领域，尤其涉及一种基于GIS组件的地球椭球面上线要素缓冲区生成方法。

背景技术

目前，在地图投影平面上建立点、线、面及复合要素（以下简称各要素）缓冲区的方法已十分成熟，且早已经成为各种地理信息系统(GIS)软件中最基本的一种空间分析方法，并以GIS桌面软件或GIS组件（控件）的形式为用户提供相应的应用服务，但由于这种方法建立的各要素缓冲区，在精度上均不可避免地会受到地图投影变形的影响，因而无法满足海洋划界等领域的使用要求，针对这一问题，有关学者利用椭球大地测量计算方法，消除了地图投影变形的影响，并建立了基于地球椭球体的各缓冲区构建技术（彭认灿，王家耀. 基于地球椭球体的缓冲区构建技术研究，测绘学报，vol31，2002（3）：270-273）（文献1）；彭认灿，陈轶，刘国辉，等. MapInfo系统线（面）目标缓冲区构建模型存在的问题及其改进方法，武汉大学学报信息科学版，vol 32，2007（8）：719-722）（文献2），通过对上述文献的分析不难发现，它们只概略给出了在地球椭球面上建立各要素缓冲区的基本思路，而关于如何利用GIS组件建立地球椭球面上各要素的缓冲区，则还属于技术空白，由于点要素可以看成是线要素或面要素的特例，而面要素和复合要素又可由点、线、面要素组合而成，因此，只需研究基于GIS组件的地球椭球面上线要素缓冲区生成方法即可。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于GIS组件的地球椭球面上线要素缓冲区生成方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于GIS组件的地球椭球面上线要素缓冲区生成方法，包括以下步骤：

a、通过大地线内插模型确定出经加密后的地球椭球面上线要素的各顶点；

b、通过椭球大地计算公式计算出以地球椭球面上线要素两端点和经加密后的各顶点为圆心、缓冲距为半径的大地圆；

c、通过椭球大地计算公式解算出以地球椭球面上线要素经加密后的各相邻顶点之间的线段为公共底边，其两侧以缓冲距为高的大地矩形；

d、将步骤b和步骤c中建立的所有大地圆和大地矩形，利用CIS组件进行并集生成处理，得到的多边形即为地球椭球面上线要素缓冲区。

步骤a中未经大地线内插模型加密的地球椭球面上线要素的各顶点坐标为（b1，l1），（b2，l2），…，（bm，lm），则经大地线内插模型加密后的地球椭球面上线要素的各顶点坐标为（B1，L1），（B2，L2），…，（Bn，Ln），其中，n≥m。

所述步骤b中首先将地球椭球面上线要素两端点和各顶点视为独立的点要素，然后分别建立其在地球椭球面上的大地圆。

所述步骤c中地球椭球面上线要素经加密后的各相邻顶点之间的线段为小段大地线，按大地问题正解法分别从每一小段大地线两端点出发，求方位角与其成90°和/或270°距离为缓冲区半径的左侧和右侧平行线点位之经纬度坐标，并对经纬度坐标进行配对连接形成所需的每一个大地矩形。

本发明以大地线尺度作为缓冲距的度量尺度，也就是说，线要素到其缓冲区边界的最小距离——缓冲距是按大地线长度进行量算的，相应地，以地球椭球面上线要素的端点或顶点为圆心、给定缓冲距为半径所构建的地球椭球面上的封闭区域称为大地圆；以地球椭球面上组成线要素的线段为公共底边，以给定缓冲距为其两侧高所构建的地球椭球面上的封闭区域称为大地矩形。

本发明一种基于GIS组件的地球椭球面上线要素缓冲区生成方法，解决了利用GIS组件生成地球椭球面上线要素缓冲区的各种技术问题，即通过求地球椭球面上以线要素两端点和各顶点为圆心、以缓冲距为半径的大地圆，以及以线要素各相邻顶点之间的线段为公共底边、以缓冲距为其两侧高的大地矩形的并集的方法，得到线要素在地球椭球面上的缓冲区，本发明直接利用通用GIS组件Arc Objects和SuperMap Objects所提供的多边形并集生成功能，大大简化了生成地球椭球面上线要素缓冲区的过程，为具有GIS二次开发能力的用户提供了一种十分便捷、有效的在任一地图投影平面上生成地球椭球面上线要素缓冲区的方法，利用本发明可以为海洋划界提供一种生成高精度单边和双边海洋界限的有效技术手段，对依法维护国家海洋权益具有重要的意义。

附图说明

图1是本发明在等距圆柱投影平面上经大地线内插模型加密后的线要素示意图。

图2是本发明在等距圆柱投影平面上加密后的线要素定点所对应的大地圆和大地矩形示意图。