[发明专利]一种高效的拓扑关系计算方法

摘要

本发明公开了一种高效的拓扑关系计算方法，包括图形的栅格扫描线分解、基于栅格扫描线的拓扑关系定义、两级栅格扫描线嵌套、拓扑关系逐行计算等四个技术环节。以栅格扫描线作为点、线和面的基本描述单元，定义了栅格扫描线的七种基本关系；给出了点、线和面几何对象拓扑关系的形式化定义；设计了基于栅格扫描线的拓扑关系逐行计算流程；针对栅格扫描线的内存占用和冗余计算问题，提出栅格扫描线生成的最小、最大精度计算方法并通过双层扫描线嵌套来进一步提高拓扑关系计算效率。本发明可以实现点、线和面集合对象的高效拓扑关系计算。

主权项

1.一种高效的拓扑关系计算方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：步骤1，图形的栅格扫描线分解，获得栅格扫描线集合；具体包括：(1)首先假设待计算几何对象所属的空间范围被离散为大小相等的正方形网格单元，有一条直线从一个高于所有图形的位置开始，以网格单元大小为间距，自上而下地扫过整个平面，这条直线定义为栅格扫描线；在栅格扫描线扫描平面的过程中，记录栅格扫描线与几何图形的交点；(2)把所有交点按照水平坐标递增顺序进行排序；(3)将第一个交点与第二个交点配对、第三个交点与第四个交点配对，依次类推将所有相邻的两个交点进行交点配对；(4)经过步骤(1)、(2)和(3)后可以得到一个代表几何图形的一个平行且等间隔的栅格扫描线集合；栅格扫描线成为描述几何对象的基本单元，任意点、线、面对象均可描述为一个唯一的栅格扫描线集合；步骤2，基于栅格扫描线的拓扑关系定义；具体包括：以栅格扫描线为单位，定义栅格扫描线的七种关系：相等、相离、外接、相交、内接、包含和内部；参考OpenGIS简单要素规范中拓扑关系的定义，给出基于栅格扫描线的点、线和面对象的八类拓扑关系定义：相等、相离、相接、在内部、包含、重叠、穿越与相交；步骤3，进行两级栅格扫描线嵌套，提高栅格扫描线的精度；具体包括：在计算两个对象的拓扑关系时，首先在精度为m的栅格扫描线下进行拓扑关系初计算，若拓扑关系满足拓扑计算逻辑条件，且拓扑关系为相离，则直接计算拓扑关系；若拓扑关系为相等，则对上述两个对象的局部进行精度为n的二次栅格扫描，在该精度下进一步进行拓扑关系计算；步骤4，对两个不同栅格扫描线集合中任意元素之间的拓扑关系逐行计算。