[发明专利]一种支持GIS线对象和面对象连续LOD绘制的方法

权利要求书

1.一种支持GIS线对象和面对象连续LOD绘制的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，以点区域四叉树初始化空间索引，重载索引节点和数据的访问函数，通过范围相交查询构建索引节点及其数据的层次编码；

步骤2，先单独构建面要素的梯形格网结构，再找到首尾节点之间权重值最大的节点，取该节点的权重值与首尾节点的权重值中的最小值，作该节点的权重，以此改进DP算法计算节点权重，再以该节点与首尾节点组成新的两组首尾节点，来迭代计算各节点的权重值，最终将权重值作为增量信息录入数据库，并且构建包含权重值的要素数据结构；

步骤3，根据节点包围盒与可视化查询窗口的相交关系，以及节点数据的累积简化状态，从数据库中查询增量数据，对节点进行化简或累积简化；

步骤4，在GPU中，去除相邻线段重复部分，绘制线段主体，再针对平角、斜角、圆角三种拐角样式，剖分绘制线段拐角；以骨干梯形将梯形格网拆分成梯形链，结合数据库中的增量信息，包括被更新的梯形的ID、新生成的梯形的ID，合并简化移除或累积简化生成的两个顶点的坐标与权重，对细节梯形进行合并简化与累积简化，最终渲染面要素。

2.根据权利要求1所述的一种支持GIS线对象和面对象连续LOD绘制的方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

步骤1.1，根据OGR图层的要素总量，计算索引层数，使得索引层数相对平衡，保证四叉树的高度适中；

步骤1.2，以点区域四叉树为原型，生成基础的空间索引，并向树中插入要素的ID与范围；

步骤1.3，对于点区域四叉树的节点访问和数据访问函数，进行自定义的重载，根据节点的层数生成相应的节点编码，再基于节点的编码，给节点下的各个数据赋予编码；

步骤1.4，经过上述步骤得到反映空间索引层次性的层次编码索引结构；以层次编码为序的数据存储顺序与空间分布相关，在线性空间中存储具有共同祖先节点的数据。

3.根据权利要求1所述的一种支持GIS线对象和面对象连续LOD绘制的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

步骤2.1，单独对面要素构建梯形格网，逐一获取面要素外环和各内环上的点坐标与点个数，根据点的坐标数据与点的总数，利用水平扫描线，逐个扫描行将面要素切分成梯形面片，形成梯形连通图并基于梯形连通图，将梯形面片划分为骨干梯形与细节梯形两类；遍历梯形链，以梯形格网平行边为节点，梯形为节点连接线，构建平行边多段线图；

步骤2.2，获取要素第一个和最后一个节点组成节点对，根据节点对的坐标数据，计算位于节点对之间各节点的权重值，找到权重值最大的节点，并取该节点的权重值与节点对的权重值中的最小值，作为该节点的新权重值，再以该节点与节点对的两个节点分别形成新的两组节点对，再次计算节点对之间各顶点的权重值，以此不断迭代计算要素各节点的权重；

步骤2.3，将节点权重值作为要素的增量信息，录入数据库；构造包含权重值的要素数据结构；

步骤2.4，经过上述步骤得到针对LOD、完善的要素数据结构体系。

4.根据权利要求1所述的一种支持GIS线对象和面对象连续LOD绘制的方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

步骤3.1，判断可视化窗口与空间索引范围是否相交，若相交，则取相交范围为实际查询范围，否则不进行渲染更新；再判断实际查询范围、比例尺、选择的ID数，若任一项与前一次不同，则更新本次查询范围、比例尺、选择的ID数，否则不进行渲染更新；

步骤3.2，根据节点的包围盒与像素比例尺、可视化查询窗口与像素比例尺，结合节点数据的累积简化状态，对节点进行几何数据查询；

步骤3.3，当内存中数据已满足可视化分辨率细节需求时，删除冗余的节点数据；根据从数据库中查询得到的增量数据，对未满足可视化需求的节点进行展开；

步骤3.4，经过上述步骤得到面向LOD可视化的渲染数据集。

5.根据权利要求1所述的一种支持GIS线对象和面对象连续LOD绘制的方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：在GPU环境下，绘制线要素时，对于线的主体绘制，通过平行线推移去除相邻线段的重复部分，减少曲线的重叠绘制；对于线的拐角样式绘制，将线要素拐角的连接样式分为平角、斜角、圆角三种样式，连接推移顶点绘制平角样式，以交点将拐角缺口剖分成两三角形绘制斜角样式，采用顶点旋转方式绘制圆角样式；绘制面要素时，基于步骤2的梯形格网结构，根据梯形连通图，以骨干梯形将梯形格网拆分成多段由多个细节梯形组成的梯形链，同时从数据库中获取的增量信息；一方面，对相邻细节梯形基于权重进行合并简化；另一方面，以原始梯形和增量信息中的顶点，构成新的细节梯形进行累积简化；最终对简化结果进行渲染。