[发明专利]一种基于多级格网的多边形集合求并方法

说明书

技术领域

本发明涉及多边形集合求并的方法，尤其涉及一种基于多级格网的多边形集合求并方法。 

背景技术

多边形集合求并，是计算机图形学以及GIS(geographic information system,地理信息系统)的基本问题之一，其算法效率体现在能否根据多边形的邻近度优化求并顺序。因此如何对多边形集合数据进行合理、高效的组织与调度，是其关键所在。一个有效的求并算法可以减少求并过程中产生的冗余节点，进而降低整个求并过程的冗余度，减少系统内存的占用，提高求并效率。 

传统的多边形求并算法主要有逐个求并法、分组求并法，这两种算法主要是从程序编写实现的角度出发，没有考虑优先合并邻近多边形，导致求并效率不高。Ramsey提出了基于STR（sort-tile-recursive）树索引的多边形级联求并法（cascaded union），首先对多边形集合建立STR树索引，由于该索引中相邻节点对应的多边形也基本相邻，所以合并效率得到提高，但大数据量中可能出现疏密不同的多边形区域，这些密度不同的高畸变区域会影响级联求并法的性能；张华鑫等采用规则格网与STR树相结合的方式对级联求并算法进行改进，一定程度上解决了级联求并法在多边形畸变区域上效率降低的问题，但仍有不足之处，由于规则格网无法根据数据的畸变程度灵活变化，使得面对不同的数据，无法界定多大的格网才最适合对多边形进行分组。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于多级格网的多边形集合求并方法。 

基于多级格网的多边形集合求并方法包括如下步骤： 

1）计算多边形集合的最小外包矩形，记录边界坐标X_min，X_max，Y_min，Y_max。记最小外包矩形在x轴上的长度L_X＝X_max-X_min，在y轴上的长度L_Y＝Y_max-Y_min，则最小外包矩形面积S_MBR＝L_X×L_Y； 

2）计算多边形总面积S占S_MBR的比例P＝S/S_MBR，若需要合并的多边形铺满整个外包矩形，则多边形数量N_MBR＝N/P； 

3）划分格网时只要保证每个格网内部的多边形数量在100即可，则需要用N_MBR/100的格网来分割整个最小外包矩形，则取将最小外包矩形划分为n×n个同等大小的格网E₁₁,E₁₂,…E_ij,…E_nn，其中1≤i≤n,1≤j≤n； 

4）遍历所有需要求并的多边形，根据多边形外包矩形的中心位置将它划分到相应格网中； 

5）若子集S_ij中包含的多边形数量大于50，则利用四分法再次划分格网，视为子集S_ij0,_ij1,S_ij2,S_ij3，并将多边形元素分别划入对应格网集合中，重复步骤5），直到获得的子集中多边形个数符合要求； 

6）对所有子集由下而上进行级联求并，获得n×n个过程多边形的集合T； 

7）对已求并完成的一级格网多边形集合T，建立STR（sort-tile-recursive）树索引，对其进行级联求并，得到多边形集合求并结果。 

所述的步骤1）包括： 

（1）记录多边形集合的最小外包矩形的边界为X_min，X_max，Y_min，Y_max； 

（2）计算多边形集合的最小外包矩形在x轴上的长度： 

L_X＝X_max-X_min   (1) 

在y轴上的长度： 

L_Y＝Y_max-Y_min   (2) 

（3）计算多边形集合的最小外包矩形面积： 

S_MBR＝L_X×L_Y   (3)。 

所述的步骤2）包括：