[发明专利]一种基于形状树的地理要素形状分析方法

摘要

一种基于形状树的地理要素形状分析方法，存储介质以及相关应用，其中该方法采用全球各地区边界线数据，通过对地理要素几何形态分析方法的研究，基于道格拉斯算法、形状树理论、递归算法、广度优先遍历等相关算法及理论，提出针对地理要素的形态分析模型，进一步应用于地理数据的化简以及地理数据的分析，主要应用包括：地理数据压缩，实现在线动态可视化；地理数据渐进性表达；地图要素匹配；地理数据质量分析以及衡量地理要素随时间变化趋势等相关的应用。本发明能够对指定区域地理数据进行数据压缩，提高压缩比、去掉部分或全部冗余,从而减少数据所占的存储空间并保证在数据还原时恢复原状。

主权项

1.一种基于形状树的地理要素形状分析方法，包括如下步骤：利用道格拉斯算法对地理要素的算子进行分布描述步骤S110：1)准备国家行政区划边界数据，通过拓扑检查，保证数据在空间上的一致性；2)根据原始行政区划矢量数据，首先确定闭合曲线的最左边和最右边作为起始点，然后找出位于两个端点之间的曲线离散点距这两个端点联机的最大距离点d，以及该最大距离点d对应的最大距离dmax,如果该距离大于给定的精度限差算法阈值,则该点被确定为保留点；3)然后分别再用已经得到的各相邻保留点为起始端点,用同样的方法对于它们之间的曲线上的离散点进行检测,确定下一批压缩后的保留点，用上述方法反复进行,直至两端点之间的曲线离散点距两端点联机的距离的最大值小于给定的精度限差阈值为止；4)最后可得到满足给定精度限差的曲线压缩后的全部保留点；利用形状树算法描述地理要素步骤S120：1)选点：选取国家行政区划边界线对象L₀,选取首尾两顶点A、B,连接这两点形成一个基准线段S_A,B,依次取出首尾两点之间的每个顶点K,并计算它与基准线段S_A,B的距离D(S_A,B,K),将拥有最大距离的点M挑选出来,其满足D(S_A,B,M)>＝D(S_A,B,K),此点可被认为是这一序列顶点中的最重要特征点；2)分线：将点M加入到边界线化简线的顶点集L’,以所取点为界将原线对象L₀分为两个线对象L_A,M和L_M,B，并对这两个线对象递归地执行“选点”和“分线”；3)形状树建立：根据中的顶点M的加入顺序为其标上数字表示该点所处的层级,第一个加入的标上0,第二个加入的标上1,依此类推…，同时，将顶点M加上其他实验所需的相关属性值，这样L’中的每个顶点都与相关的属性值相关联，并且定义首末A、B点的序列号，然后建立形状树，将形状树的结点关联上其与基准线段的距离的相关属性值,形成地理要素形状树描述；结合广度优先遍历方法优化重构地理要素步骤S130：将道格拉斯算法计算的最大距离dmax作为相关参数，基于dmax获得访问权值并进一步生成访问顺序，从而得到改进后的加权广度优先遍历方法，对树结构进行访问生成重构的相似地理要素几何形态。