專利名稱：全球六邊形離散格網(wǎng)上的矢量數(shù)據(jù)繪制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地球空間信息技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于全球六邊形離散格網(wǎng)上的矢量 數(shù)據(jù)繪制方法。
背景技術(shù)：
紙質(zhì)地圖作為地球空間信息的載體已有幾千年的歷史。步入信息社會(huì)，盡管存儲(chǔ) 介質(zhì)從紙張升級(jí)為磁盤、光盤，檢索和使用方式從人工變?yōu)樽詣?dòng)，但空間信息組織的理論基 礎(chǔ)卻從未改變，在三維笛卡爾坐標(biāo)系、地圖投影坐標(biāo)系或地理坐標(biāo)系下表達(dá)空間數(shù)據(jù)的模 式沿用至今。隨著空間數(shù)據(jù)獲取手段的不斷提高，人們關(guān)注的區(qū)域逐漸從局部擴(kuò)展至全球，傳 統(tǒng)空間數(shù)據(jù)表達(dá)方法暴露出一些不足
1.采用空間連續(xù)的笛卡爾坐標(biāo)表示地理位置并非最佳，因?yàn)橛?jì)算機(jī)更適合處理離散化 的二進(jìn)制編碼，而非空間連續(xù)的浮點(diǎn)數(shù)；
2.基于地圖投影的方式表示空間數(shù)據(jù)并不合適，在信息時(shí)代我們有能力按照地球本來(lái) 的面目建模；
3.地理坐標(biāo)系在理論上并不完善，在兩極存在畸點(diǎn)，不利于空間數(shù)據(jù)表達(dá)；
4.采用理想的幾何概念(如沒有形狀、面積的點(diǎn))表示現(xiàn)實(shí)中的地理實(shí)體不符合實(shí)際， 應(yīng)給出精度信息；
5.空間數(shù)據(jù)的表達(dá)缺乏對(duì)尺度的直接支持，對(duì)數(shù)據(jù)整合不利。由此可見，傳統(tǒng)空間數(shù)據(jù)表達(dá)方法已不能很好地滿足全球海量空間數(shù)據(jù)多分辨率 管理和應(yīng)用的需求，有必要建立適合計(jì)算機(jī)處理的表達(dá)方法。全球離散格網(wǎng)采用特定方法將地球均勻離散化，形成無(wú)縫無(wú)疊的多分辨率格網(wǎng)層 次結(jié)構(gòu)，采用格網(wǎng)單元的地址編碼代替?zhèn)鹘y(tǒng)地理坐標(biāo)參與數(shù)據(jù)操作，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在
1.以整個(gè)地球?yàn)檠芯繉?duì)象，更適合處理全球尺度的問題；
2.對(duì)地球空間的同構(gòu)離散化，有助于數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模、按需重組；
3.格網(wǎng)具有層次性，在結(jié)構(gòu)上支持多尺度數(shù)據(jù)表達(dá)；
4.數(shù)據(jù)操作采用編碼運(yùn)算完成，更適合計(jì)算機(jī)處理。因此，我們認(rèn)為全球離散格網(wǎng)為海量空間數(shù)據(jù)的有效表達(dá)提供了新方法，有望彌 補(bǔ)當(dāng)前應(yīng)用的不足。研究和分析表明，在三角形、四邊形和六邊形這三種能夠規(guī)則覆蓋平面的格網(wǎng)中， 六邊形格網(wǎng)的結(jié)構(gòu)最緊湊，具有如下優(yōu)點(diǎn)
1.以最小的平均誤差量化平面，具有最大的角分辨率；
2.有別于三角形格網(wǎng)或四邊形格網(wǎng)，六邊形格網(wǎng)單元一致相鄰；
3.在表達(dá)相同信息量的前提下，六邊形格網(wǎng)比四邊形格網(wǎng)約節(jié)省約14%的采樣量。顯然，研究基于全球六邊形離散格網(wǎng)的空間數(shù)據(jù)表達(dá)方法不僅具有重要的理論意 義，而且具有很高的實(shí)用價(jià)值。而從目前公開發(fā)表的文獻(xiàn)來(lái)看，絕大多數(shù)成果關(guān)注的僅是平
6第二步對(duì)于任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)^和！^竹之間進(jìn)行六邊形格網(wǎng)上的直線繪制令』
的坐標(biāo)為仏F^1的坐標(biāo)為(H),計(jì)算Δ; =absa- 和Ai= abs(A-L':
第三步根據(jù)^與^、惑I與A/的大小判斷直線繪制的方向，并按照/方向或/方向逐一 填充單元繪制；
第四步按照第二步的方法，將矢量數(shù)據(jù)所有節(jié)點(diǎn)間直線繪制的六邊形單元全部激活。
進(jìn)一步的，所述第三步根據(jù)S4,與5;、i|與Δ/的大小判斷直線繪制的方向，具體步驟 如下
(1)、丨A.= Sj,調(diào)用步驟(2)；否則，初始化變量if = -dl- /,轉(zhuǎn)到步驟(5)；
(2)當(dāng)M> Δ/,初始化變量flf =爾II,轉(zhuǎn)到步驟(3);否則，初始化變量 = -Δ/ ，轉(zhuǎn)到步驟(4)；
(3)當(dāng)|<
1 = 14- S1J = / + S
時(shí)，繪制過(guò)程結(jié)束；
(4)當(dāng)
i i + Sjf/ = J + S
時(shí)，繪制過(guò)程結(jié)束；
(5)當(dāng)k>
時(shí)，
r,令I(lǐng)
時(shí)，
r,令I(lǐng)
如果d < O’貝u !=4
i,激活fig/丨,轉(zhuǎn)到步驟(3);當(dāng)
Mi,如果 ckO,則 / = / ,激活轉(zhuǎn)到步驟(4);當(dāng)
< β,貝丨J I = I-SiJ = β -l·激活戟 +i+J+h轉(zhuǎn)到步驟(5);當(dāng)i
否則
否則
否則
> -M -Δ/時(shí)，如果
= ι 4*S1J = j ^Sni =d- 2M,令J = I _ 時(shí)，繪制過(guò)程結(jié)束。 本發(fā)明的面狀矢量數(shù)據(jù)在平面六邊形格網(wǎng)上的繪制方法步驟如下
第一步，根據(jù)面狀實(shí)體的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)范圍，確定面狀實(shí)體在單元斜坐標(biāo)系上的范圍； 第二步，標(biāo)定節(jié)點(diǎn)利用與單元斜坐標(biāo)系的ι軸平行的掃描線計(jì)算與面狀數(shù)據(jù)任意兩個(gè)
面六邊形格網(wǎng)上柵格數(shù)據(jù)的表達(dá)和繪制，對(duì)全球六邊形離散格網(wǎng)上矢量數(shù)據(jù)的表達(dá)和繪制 尚未提出較好的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全球六邊形離散格網(wǎng)上的矢量數(shù)據(jù)繪制方法，以解決全 球離散格網(wǎng)上大范圍矢量繪制過(guò)程中的跨面難題，克服現(xiàn)有方法難以在全球六邊形離散格 網(wǎng)上繪制矢量數(shù)據(jù)的問題。本發(fā)明的線狀矢量數(shù)據(jù)在平面六邊形格網(wǎng)上的繪制方法步驟如下 第一步在平面六邊形離散格網(wǎng)的單元斜
1205坐標(biāo)系中I軸與J軸成120:，將線實(shí)體的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)及坐標(biāo)即笛卡兒坐標(biāo)(fO轉(zhuǎn)換 成單元斜Ulf坐標(biāo)系中的離散坐標(biāo)其中矢量節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為I =則節(jié)點(diǎn)間線段端點(diǎn)的相交情況，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)是極值點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)標(biāo)記值2，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)是拐點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn) 標(biāo)記值1 ；
第三步，勾畫輪廓線利用平面六邊形格網(wǎng)的線狀矢量數(shù)據(jù)繪制方法在任意兩節(jié)點(diǎn)之 間繪制直線，在該過(guò)程中，當(dāng)相鄰多個(gè)連續(xù)的且/坐標(biāo)相等的單元被激活時(shí)，只第一個(gè)單元 被標(biāo)記，后面的單元直接跳過(guò)，既不激活也不標(biāo)記。如果激活單元不是矢量的節(jié)點(diǎn)，則標(biāo)記 1，如果是矢量的節(jié)點(diǎn)，則將節(jié)點(diǎn)的標(biāo)記值+1 ；
第四步，格網(wǎng)行填充對(duì)面狀矢量數(shù)據(jù)范圍內(nèi)平行于I軸的每一行掃描線進(jìn)行計(jì)算，用 所有行被標(biāo)記的單元作為標(biāo)記進(jìn)行行填充激活。本發(fā)明的線狀矢量數(shù)據(jù)從平面格網(wǎng)繪制到球面六邊形格網(wǎng)繪制的方法技術(shù)方案 如下全球六邊形離散格網(wǎng)的構(gòu)建是采用多面體代替球面的方式，在多面體上用六邊形格 網(wǎng)繪制矢量數(shù)據(jù)的過(guò)程中，用(IU/)來(lái)記錄面F上的單元斜1205坐標(biāo)系l·/),對(duì)于全球離 散格網(wǎng)上繪制的線狀矢量數(shù)據(jù)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)確定滿足其精度的剖分格網(wǎng)并進(jìn)行定位，得到 節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單元；對(duì)相鄰兩個(gè)矢量節(jié)點(diǎn)卩和處于不同多面體展開面的情況，繪制步驟 如下
第一步在多面體展開面上，判斷^所在的面^和Ppi所在的面^^！之間的相鄰情況； 第二步如果展開后面和面Fii;^接相鄰,直接將平移到(f{,0,0)為原點(diǎn)的 單元斜坐標(biāo)系中即可,設(shè)在以記,ω)為原點(diǎn)的單元斜坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(4,/2),
則有 KfUpUe1) — (Hi ‘ ιχ in ^h)；
第三步如果面I7i和面·F^1展開后不直接相鄰，需要確定I^i相對(duì)于面巧的旋轉(zhuǎn)角度^ ，則有:(U，i,jU) — (frcos^/:tISinIfI^1 - CosIxIl^ - /,
第四步利用平面六邊形離散格網(wǎng)上線狀矢量數(shù)據(jù)繪制方法，激活全球離散格網(wǎng)上 (jyE.4)和(U+iU間的所有單元。本發(fā)明的面狀矢量數(shù)據(jù)從平面格網(wǎng)繪制到球面六邊形格網(wǎng)繪制的方法步驟如 下
第一步確定球面二十面體表面多邊形區(qū)域中心面I7fflid,以^Fsud面為中心面對(duì)多面體 進(jìn)行展開；
第二步利用全球離散格網(wǎng)上線狀矢量數(shù)據(jù)繪制過(guò)程中節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程，將面狀實(shí) 體所有節(jié)點(diǎn)仍4,/:)的坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換到以中心面(+Ffflid 為原點(diǎn)的統(tǒng)一單元斜坐標(biāo)系統(tǒng)中， 將球面問題用展開的平面問題來(lái)計(jì)算；
第三步將多面體展開面上斷裂的多邊形區(qū)域，在平面上填補(bǔ)成封閉的區(qū)域，同樣在斷 裂處沒有六邊形單元的區(qū)域填補(bǔ)上虛擬單元，將球面的多邊形填充轉(zhuǎn)變成平面的填充；
第四步再將填充好的多邊形區(qū)域中處于斷裂部分的虛擬單元去掉，形成只存在于多 面體表面的多邊形填充區(qū)域，完成球面面狀矢量數(shù)據(jù)的填充繪制。本發(fā)明的全球六邊形離散格網(wǎng)上的矢量數(shù)據(jù)繪制方法步驟如下
(1)采用矢量數(shù)據(jù)的精度和全球離散格網(wǎng)單元的大小判斷矢量數(shù)據(jù)繪制時(shí)對(duì)應(yīng)的全球 離散格網(wǎng)層次；(2)線狀矢量數(shù)據(jù)在平面六邊形格網(wǎng)上的繪制用直線段的方式激活任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)單 元間的連接單元，形成連續(xù)的線條；
(3)面狀矢量數(shù)據(jù)在平面六邊形格網(wǎng)上的繪制
第一步，根據(jù)面狀實(shí)體的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)范圍，確定面狀實(shí)體在單元斜坐標(biāo)系上的范圍； 第二步，標(biāo)定節(jié)點(diǎn)利用與單元斜坐標(biāo)系的ι軸平行的掃描線計(jì)算與面狀數(shù)據(jù)任意兩個(gè) 節(jié)點(diǎn)間線段端點(diǎn)的相交情況，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)是極值點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)標(biāo)記值2，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)是拐點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn) 標(biāo)記值1 ；
第三步，勾畫輪廓線利用平面六邊形格網(wǎng)的線狀矢量數(shù)據(jù)繪制方法在任意兩節(jié)點(diǎn)之 間繪制直線，在該過(guò)程中，當(dāng)相鄰多個(gè)連續(xù)的且/坐標(biāo)相等的單元被激活時(shí)，只第一個(gè)單元 被標(biāo)記，后面的單元直接跳過(guò)，既不激活也不標(biāo)記。如果激活單元不是矢量的節(jié)點(diǎn)，則標(biāo)記 1，如果是矢量的節(jié)點(diǎn)，則將節(jié)點(diǎn)的標(biāo)記值+1 ；
第四步，格網(wǎng)行填充對(duì)面狀矢量數(shù)據(jù)范圍內(nèi)平行于I軸的每一行掃描線進(jìn)行計(jì)算，用 所有行被標(biāo)記的單元作為標(biāo)記進(jìn)行行填充激活；
(4)線狀矢量數(shù)據(jù)從平面格網(wǎng)繪制到球面六邊形格網(wǎng)繪制的方法，全球六邊形離散格 網(wǎng)的構(gòu)建是采用多面體代替球面的方式，其特征在于，在多面體上用六邊形格網(wǎng)繪制矢量 數(shù)據(jù)的過(guò)程中，用(f,<r,I)來(lái)記錄面f上的單元斜i2{f坐標(biāo)系(/./),對(duì)于全球離散格網(wǎng)上繪 制的線狀矢量數(shù)據(jù)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)確定滿足其精度的剖分格網(wǎng)并進(jìn)行定位，得到節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 單元；
(5)面狀矢量數(shù)據(jù)從平面格網(wǎng)繪制到球面六邊形格網(wǎng)繪制與步驟(3)中標(biāo)定節(jié)點(diǎn)、勾 畫輪廓線的過(guò)程相同，行格網(wǎng)填充過(guò)程不同，具體如下
第一步確定球面二十面體表面多邊形區(qū)域中心面I7aid,以FieI面為中心面對(duì)多面體 進(jìn)行展開；
第二步利用全球離散格網(wǎng)上線狀矢量數(shù)據(jù)繪制過(guò)程中節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程，將面狀實(shí) 體所有節(jié)點(diǎn)(jyj:)的坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換到以中心面為原點(diǎn)的統(tǒng)一單元斜坐標(biāo)系統(tǒng)中， 將球面問題用展開的平面問題來(lái)計(jì)算；
第三步將多面體展開面上斷裂的多邊形區(qū)域，在平面上填補(bǔ)成封閉的區(qū)域，同樣在斷 裂處沒有六邊形單元的區(qū)域填補(bǔ)上虛擬單元，將球面的多邊形填充轉(zhuǎn)變成平面的填充；
第四步再將填充好的多邊形區(qū)域中處于斷裂部分的虛擬單元去掉，形成只存在 于多面體表面的多邊形填充區(qū)域，完成球面面狀矢量數(shù)據(jù)的填充繪制；
(6)根據(jù)球面上任意兩節(jié)點(diǎn)之間的距離，判斷格網(wǎng)直線繪制過(guò)程中的節(jié)點(diǎn)內(nèi)插方法， 以滿足矢量數(shù)據(jù)繪制的精度需要。 進(jìn)一步的，所述步驟(1)中格網(wǎng)層次的計(jì)算是通過(guò)公式
權(quán)利要求
1.線狀矢量數(shù)據(jù)在平面六邊形格網(wǎng)上的繪制方法，其特征在于，該方法的步驟如下 第一步在平面六邊形離散格網(wǎng)的單元斜 議￡坐標(biāo)系中I軸與J軸成Of,將線實(shí)體的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)6坐標(biāo)即笛卡兒坐標(biāo)CMO轉(zhuǎn)換 成單元斜120'坐標(biāo)系中的離散坐標(biāo)其中矢量節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為n，！' = Wn-L則有第二步對(duì)于任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)巧和。之間進(jìn)行六邊形格網(wǎng)上的直線繪制令I(lǐng)fi的坐 標(biāo)為(4 /β), 的坐標(biāo)為(Ws),計(jì)算 ΛΙ = abs(/. - IcI 和 Δ/ = ZbsiJs-16)' S1 = SiinCis- Q'第三步根據(jù)Si與5/、^與坊的大小判斷直線繪制的方向，并按照/方向或/方向逐一填 充單元繪制；第四步按照第二步的方法，將矢量數(shù)據(jù)所有節(jié)點(diǎn)間直線繪制的六邊形單元全部激活。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線狀矢量數(shù)據(jù)在平面六邊形格網(wǎng)上的繪制方法，其特征在 于，所述第三步根據(jù)&與5/、m與Δ/的大小判斷直線繪制的方向，具體步驟如下(1)當(dāng)S,·= S7，調(diào)用步驟(2)；否則，初始化變量rf= -Μ-Δ/,轉(zhuǎn)到步驟(5)；(2)當(dāng)1!5射，初始化變量“-射，轉(zhuǎn)到步驟(3)；否則，初始化變量“-Δ/，轉(zhuǎn)到步驟(4)；(3)當(dāng) κ 時(shí)，C = '^',如果 β:<0,則！ = HSi,否則 i = ;+U=/-》y^-2ii,令 k=k+l，激活單元(i，j)，轉(zhuǎn)到步驟(3);當(dāng)&公時(shí),繪制過(guò)程結(jié)束；(4)當(dāng);《·< /時(shí)，δ= -2 ,如果 rf <◎,則//’5/,否貝丨= 勹令 k=k+l，激活單元(i, j)，轉(zhuǎn)到步驟(4);當(dāng)11 i/時(shí),繪制過(guò)程結(jié)束；(5 )當(dāng);,> -AI - ,V 時(shí)，如果 i < d,則η ‘ - - m,否則卜 S ▲ ^J = / - S1M =d- 2M,令 k=k-l， 激活單元(i，j)，轉(zhuǎn)到步驟(5);當(dāng)時(shí),繪制過(guò)程結(jié)束。
3.面狀矢量數(shù)據(jù)在平面六邊形格網(wǎng)上的繪制方法，其特征在于，該方法的步驟如下第一步，根據(jù)面狀實(shí)體的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)范圍，確定面狀實(shí)體在單元斜坐標(biāo)系上的范圍；第二步，標(biāo)定節(jié)點(diǎn)利用與單元斜坐標(biāo)系的I軸平行的掃描線計(jì)算與面狀數(shù)據(jù)任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間線段端點(diǎn)的相交情況，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)是極值點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)標(biāo)記值2，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)是拐點(diǎn)時(shí)，節(jié) 點(diǎn)標(biāo)記值1 ；第三步，勾畫輪廓線利用平面六邊形格網(wǎng)的線狀矢量數(shù)據(jù)繪制方法在任意兩節(jié)點(diǎn)之 間繪制直線，在該過(guò)程中，當(dāng)相鄰多個(gè)連續(xù)的且I坐標(biāo)相等的單元被激活時(shí)，只第一個(gè)單元 被標(biāo)記，后面的單元直接跳過(guò)，既不激活也不標(biāo)記；如果激活單元不是矢量的節(jié)點(diǎn)，則標(biāo)記 1，如果是矢量的節(jié)點(diǎn)，則將節(jié)點(diǎn)的標(biāo)記值+1 ；第四步，格網(wǎng)行填充對(duì)面狀矢量數(shù)據(jù)范圍內(nèi)平行于I軸的每一行掃描線進(jìn)行計(jì)算，用 所有行被標(biāo)記的單元作為標(biāo)記進(jìn)行行填充激活。
4.線狀矢量數(shù)據(jù)從平面格網(wǎng)繪制到球面六邊形格網(wǎng)繪制的方法，全球六邊形離散格網(wǎng) 的構(gòu)建是采用多面體代替球面的方式，其特征在于，在多面體上用六邊形格網(wǎng)繪制矢量數(shù) 據(jù)的過(guò)程中，用(f,/J)來(lái)記錄面F上的單元斜i2(f坐標(biāo)系(W),對(duì)于全球離散格網(wǎng)上繪制的線 狀矢量數(shù)據(jù)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)確定滿足其精度的剖分格網(wǎng)并進(jìn)行定位，得到節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單元；對(duì) 相鄰兩個(gè)矢量節(jié)點(diǎn)PfPiUi處于不同多面體展開面的情況，繪制步驟如下第一步在多面體展開面上，判斷^所在的面f；和1 ;<所在的面Fpi之間的相鄰情況； 第二步如果展開后面巧和面。直接相鄰，直接將HJ平移到記,0對(duì)為原點(diǎn)的單 元斜坐標(biāo)系中即可,設(shè)在以坑Λ0}為原點(diǎn)的單元斜坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為Hh則有
5.面狀矢量數(shù)據(jù)從平面格網(wǎng)繪制到球面六邊形格網(wǎng)繪制的方法，其特征在于，該方法 的步驟如下第一步確定球面二十面體表面多邊形區(qū)域中心面Fs^,以‘i面為中心面對(duì)多面體進(jìn) 行展開；第二步利用全球離散格網(wǎng)上線狀矢量數(shù)據(jù)繪制過(guò)程中節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程，將面狀實(shí) 體所有節(jié)點(diǎn)汜以)的坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換到以中心面0,0)為原點(diǎn)的統(tǒng)一單元斜坐標(biāo)系統(tǒng)中，將球 面問題用展開的平面問題來(lái)計(jì)算；第三步將多面體展開面上斷裂的多邊形區(qū)域，在平面上填補(bǔ)成封閉的區(qū)域，同樣在斷 裂處沒有六邊形單元的區(qū)域填補(bǔ)上虛擬單元，將球面的多邊形填充轉(zhuǎn)變成平面的填充；第四步再將填充好的多邊形區(qū)域中處于斷裂部分的虛擬單元去掉，形成只存在于多 面體表面的多邊形填充區(qū)域，完成球面面狀矢量數(shù)據(jù)的填充繪制。
6.全球六邊形離散格網(wǎng)上的矢量數(shù)據(jù)繪制方法，其特征在于，該方法的步驟如下(1)采用矢量數(shù)據(jù)的精度和全球離散格網(wǎng)單元的大小判斷矢量數(shù)據(jù)繪制時(shí)對(duì)應(yīng)的全球 離散格網(wǎng)層次；(2)線狀矢量數(shù)據(jù)在平面六邊形格網(wǎng)上的繪制用直線段的方式激活任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)單 元間的連接單元，形成連續(xù)的線條；(3)面狀矢量數(shù)據(jù)在平面六邊形格網(wǎng)上的繪制第一步，根據(jù)面狀實(shí)體的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)范圍，確定面狀實(shí)體在單元斜坐標(biāo)系上的范圍；第二步，標(biāo)定節(jié)點(diǎn)利用與單元斜坐標(biāo)系的I軸平行的掃描線計(jì)算與面狀數(shù)據(jù)任意兩 個(gè)節(jié)點(diǎn)間線段端點(diǎn)的相交情況，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)是極值點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)標(biāo)記值2，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)是拐點(diǎn)時(shí)，節(jié) 點(diǎn)標(biāo)記值1 ；第三步，勾畫輪廓線利用平面六邊形格網(wǎng)的線狀矢量數(shù)據(jù)繪制方法在任意兩節(jié)點(diǎn)之 間繪制直線，在該過(guò)程中，當(dāng)相鄰多個(gè)連續(xù)的且J坐標(biāo)相等的單元被激活時(shí)，只第一個(gè)單元 被標(biāo)記，后面的單元直接跳過(guò)，既不激活也不標(biāo)記；如果激活單元不是矢量的節(jié)點(diǎn)，則標(biāo)記 1，如果是矢量的節(jié)點(diǎn)，則將節(jié)點(diǎn)的標(biāo)記值+1 ；第四步，格網(wǎng)行填充對(duì)面狀矢量數(shù)據(jù)范圍內(nèi)平行于I軸的每一行掃描線進(jìn)行計(jì)算，用 所有行被標(biāo)記的單元作為標(biāo)記進(jìn)行行填充激活；(4)線狀矢量數(shù)據(jù)從平面格網(wǎng)繪制到球面六邊形格網(wǎng)繪制的方法，全球六邊形離散格 網(wǎng)的構(gòu)建是采用多面體代替球面的方式，其特征在于，在多面體上用六邊形格網(wǎng)繪制矢量數(shù)據(jù)的過(guò)程中，用(F,/J)來(lái)記錄面F上的單元斜i2(f坐標(biāo)系(U),對(duì)于全球離散格網(wǎng)上繪制 的線狀矢量數(shù)據(jù)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)確定滿足其精度的剖分格網(wǎng)并進(jìn)行定位，得到節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單 元；(5)面狀矢量數(shù)據(jù)從平面格網(wǎng)繪制到球面六邊形格網(wǎng)繪制與步驟(3)中標(biāo)定節(jié)點(diǎn)、勾 畫輪廓線的過(guò)程相同，行格網(wǎng)填充過(guò)程不同，具體如下第一步確定球面二十面體表面多邊形區(qū)域中心面Fatd,以‘i面為中心面對(duì)多面體進(jìn) 行展開；第二步利用全球離散格網(wǎng)上線狀矢量數(shù)據(jù)繪制過(guò)程中節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程，將面狀實(shí) 體所有節(jié)點(diǎn)(‘U)的坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換到以中心面為原點(diǎn)的統(tǒng)一單元斜坐標(biāo)系統(tǒng)中，將球 面問題用展開的平面問題來(lái)計(jì)算；第三步將多面體展開面上斷裂的多邊形區(qū)域，在平面上填補(bǔ)成封閉的區(qū)域，同樣在斷 裂處沒有六邊形單元的區(qū)域填補(bǔ)上虛擬單元，將球面的多邊形填充轉(zhuǎn)變成平面的填充；第四步再將填充好的多邊形區(qū)域中處于斷裂部分的虛擬單元去掉，形成只存在 于多面體表面的多邊形填充區(qū)域，完成球面面狀矢量數(shù)據(jù)的填充繪制；(6)根據(jù)球面上任意兩節(jié)點(diǎn)之間的距離，判斷格網(wǎng)直線繪制過(guò)程中的節(jié)點(diǎn)內(nèi)插方法，以 滿足矢量數(shù)據(jù)繪制的精度需要。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全球六邊形離散格網(wǎng)上的矢量數(shù)據(jù)繪制方法，其特征在于 所述步驟(1)中格網(wǎng)層次的計(jì)算是通過(guò)公式
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全球六邊形離散格網(wǎng)上的矢量數(shù)據(jù)繪制方法，其特征在于， 所述步驟(2)中第三步根據(jù)^與5/、^與4Γ的大小判斷直線繪制的方向，具體的繪制步驟如 下(1)當(dāng)；=J;,調(diào)用步驟(2)；否則，初始化變量d= -Δ/-Δ/,轉(zhuǎn)到步驟(5)；(2)當(dāng)M> Is/,初始化變量纟=-M,轉(zhuǎn)到步驟(3);否則，初始化變量 = -L·},轉(zhuǎn)到步驟(4)；(3)當(dāng)“Μ時(shí)，d =如果 則'^r-Si,否則 SWU=Z-S^=Ui!,令 k=k+l，激活單元(i，j)，轉(zhuǎn)到步驟(3);當(dāng);時(shí),繪制過(guò)程結(jié)束；(4)ci/W, i = i-2M,如果flr < O’ 貝"J/ = /-.5 ,否貝令 k=k+l，激活單元(i，j)，轉(zhuǎn)到步驟(4);當(dāng)1&每時(shí),繪制過(guò)程結(jié)束；(5)當(dāng)J ？ 時(shí)，如果 C’ <. C,貝1J! ^ -W C- Ii/,否則 = ! ^sIJ - i U = MI,令 k=k-l， 激活單元(i，j)，轉(zhuǎn)到步驟(5);當(dāng)5^44時(shí),繪制過(guò)程結(jié)束。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全球六邊形離散格網(wǎng)上的矢量數(shù)據(jù)繪制方法，其特征在于， 所述步驟(4)中對(duì)相鄰兩個(gè)矢量節(jié)點(diǎn)卩和卩^處于不同多面體展開面的情況，繪制步驟如 下第一步在多面體展開面上，判斷Pi所在的面巧和％,所在的面Fpi之間的相鄰情況；第二步如果展開后面&和面直接相鄰，直接將H1:!平移到広0,8)為原點(diǎn)的單 元斜坐標(biāo)系中即可,設(shè)達(dá)a W))在以識(shí),0Λ)為原點(diǎn)的單元斜坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為OjJ,則有第三步如果面f；和面G1展開后不直接相鄰，需要確定fUiffi對(duì)于面的旋轉(zhuǎn)角度I,則有第四步利用平面六邊形離散格網(wǎng)上線狀矢量數(shù)據(jù)繪制方法，激活全球離散格網(wǎng)上 iK,UtJ間的所有單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9所述的全球六邊形離散格網(wǎng)上的矢量數(shù)據(jù)繪制方法，其特征在 于，令球面多面體一個(gè)三角面內(nèi)任意兩點(diǎn)S3,的球面距離為ds,所述步驟(6)中兩點(diǎn)間的格 網(wǎng)直線生成步驟如下第一步格網(wǎng)剖分層次7時(shí)，將三角面作為平面，直接進(jìn)行格網(wǎng)直線生成；第二步格網(wǎng)剖分層次t, , 7,且直線兩端點(diǎn)間的距離ds 0 = iiJ336fci時(shí)，內(nèi)插節(jié)點(diǎn)的判斷準(zhǔn)則為當(dāng)m 時(shí)，《J^d力,對(duì)球面大弧■進(jìn)行2等分取中點(diǎn)，內(nèi)插新的節(jié)點(diǎn)；循 環(huán)調(diào)用上面的步驟，直至?xí)r，內(nèi)插節(jié)點(diǎn)結(jié)束；第三步直線兩端點(diǎn)間的距離尖口·!^: 11.5336km,認(rèn)為直線在層的一個(gè)單元 內(nèi)，作為平面格網(wǎng)可以直接進(jìn)行格網(wǎng)直線的生成。
全文摘要
本發(fā)明涉及全球六邊形離散格網(wǎng)上的矢量數(shù)據(jù)繪制方法，該方法首先判斷矢量數(shù)據(jù)繪制時(shí)對(duì)應(yīng)的全球離散格網(wǎng)層次；線狀、面狀矢量數(shù)據(jù)在平面六邊形格網(wǎng)上的繪制；線狀、面狀矢量數(shù)據(jù)從平面格網(wǎng)繪制到球面六邊形格網(wǎng)的繪制；根據(jù)球面上任意兩節(jié)點(diǎn)之間的距離，判斷格網(wǎng)直線繪制過(guò)程中的節(jié)點(diǎn)內(nèi)插方法，以滿足矢量數(shù)據(jù)繪制的精度需要。本發(fā)明利用矢量數(shù)據(jù)的精度信息作為判斷數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的格網(wǎng)層次的基本依據(jù)，解決了不同類型矢量數(shù)據(jù)球面繪制過(guò)程中無(wú)縫表達(dá)的基礎(chǔ)問題；完全采用整型運(yùn)算易于并行，計(jì)算效率極高；解決了球面格網(wǎng)上矢量繪制過(guò)程中的跨面難題；將線狀矢量數(shù)據(jù)在全球格網(wǎng)上的表達(dá)誤差嚴(yán)格控制在一個(gè)格網(wǎng)單元內(nèi)。
文檔編號(hào)G06T17/20GK102096946SQ20111006701
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2011年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月21日
發(fā)明者汪瀅, 童曉沖, 賁進(jìn) 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)