[发明专利]一种矢量等高线要素分形压缩与解压缩方法及系统

说明书

本发明实施例涉及一种矢量等高线要素分形压缩与解压缩方法及系统，应用于矢量等高线要素高效网络传输和实现多尺度可视化解压缩，即在传输前先对等高线进行分形压缩，降低等高线要素网络传输量，减少网络带宽占用，提高网络传输效率；当客户端接收到压缩后的等高线后，利用分形插值方法实现等高线不同目标尺度的解压缩，从而满足客户端多尺度可视化的需求；其系统包括探测待压缩的等高线要素的弯曲特征的探测划分模块、对各个弯曲单元进行分形压缩的分形压缩模块、对压缩后的各个弯曲单元进行分形解压缩的分形解压缩模块和顺次连接解压缩单元曲线的合并模块，得到完整的解压缩的矢量等高线。

技术领域

本发明涉及地理信息技术领域，具体涉及一种矢量等高线要素分形压缩与解压缩方法及系统。

背景技术

空间数据作为空间信息服务的源泉，高效分发用户所需的空间数据是提高空间信息服务质量的前提条件。有线和无线通讯网络是空间数据分发的重要渠道，终端可视化平台是空间信息认知的主要环境。虽然信息通讯技术(ICT)发展很快，但通讯带宽的增长已经不能满足空间数据的增长速度。从数据传输模型上讲，空间数据传输分为两种：栅格数据传输和矢量数据传输。但随着网络地理信息系统(GIS)发展与应用，基于栅格数据传输的WebGIS模式已经不能满足人们对空间信息快速高效的需求与分析，栅格数据模型难以实现客户端在线数据编辑和空间分析功能、地图图面动态配置、个性化地图编绘等一系列实用性的GIS功能；而矢量数据的数据结构较为复杂和多样，矢量数据模型还不能很好地解决WebGIS中矢量数据的高效传输和客户端多尺度显示的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种可提高Web GIS中矢量数据的传输效率、实现客户端多尺度表达的矢量等高线要素分形压缩与解压缩方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种矢量等高线要素分形压缩与解压缩方法，包括以下步骤：

(1)探测原始矢量等高线要素的弯曲特征，根据所述弯曲特征对所述矢量等高线要素进行划分，得到构成所述矢量等高线要素的多个弯曲单元；

(2)对所述多个弯曲单元分别定义分形数据结构参量，利用所述分形数据结构参量对所述多个弯曲单元对应进行压缩，得到多个分形压缩单元；

(3)根据所述分形数据结构参量利用一维随机中点移位法对每个所述分形压缩单元进行分形插值，得到所述分形压缩单元对应的多个分形解压缩单元曲线；

(4)将多个所述分形解压缩单元曲线顺次进行连接，得到完整的解压缩后的矢量等高线。

优选地，所述弯曲特征为所述矢量等高线要素上两个相邻拐点之间的所有顶点的集合，构成一个弯曲单元；所述拐点前后的曲线段的凸凹特性相反。

优选地，所述分形数据结构参量包括所述弯曲单元的两个端点、距离弦最远的点、点移位的偏移系数和坐标点数；其中，两个所述端点存储其对应的坐标，所述距离弦最远的点存储其对应坐标，所述点移位的偏移系数为坐标偏移系数，所述坐标点数为所述弯曲单元上除去两个端点的顶点坐标数。

优选地，所述一维随机中点移位法的参量包括移位种子点、移位方向、偏移量、自相似参数和插值次数，根据所述分形数据结构参量对所述一维随机中点移位法的参量进行约束控制，得到所述分形压缩单元对应的分形解压缩单元曲线。

本发明实施例还提供了一种矢量等高线要素分形压缩与解压缩系统，包括探测划分模块、分形压缩模块、分形解压缩模块和合并模块；所述探测划分模块探测原始矢量等高线要素的弯曲特征，并根据所述弯曲特征对所述矢量等高线要素进行划分，得到构成所述矢量等高线要素的多个弯曲单元；所述分形压缩模块对所述多个弯曲单元分别进行分形压缩，得到相应的多个分形压缩单元；所述解压缩模块对所述多个分形压缩单元分别进行分形解压缩，并根据目标尺度需要，进行不同目标尺度的解压缩，得到对应的多个分形解压缩单元曲线；所述合并模块将所述多个分形解压缩单元曲线顺次连接，得到完整的解压缩后的矢量等高线。