矢量数据压缩的角度分段道格拉斯算法研究

矢量数据压缩的角度分段道格拉斯算法研究矢量数据压缩的角度分段道格拉斯算法研究 [中图分类号]P283.7 [文献标识码] A [文章编号]1001-8379(2005)02-0051-02 STUDY ON SUBSECTION DOUGLAS ALGORITHM WITH THE GONIOMETRY IN GENERALIZATION LIU Xiao-hong LI Shu-jun (Dept. of Hydrography and Cartography, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, Ch...

矢量数据压缩的角度分段道格拉斯算法研究 [中图分类号]P283.7 [文献标识码] A [文章编号]1001-8379(2005)02-0051-02 STUDY ON SUBSECTION DOUGLAS ALGORITHM WITH THE GONIOMETRY IN GENERALIZATION LIU Xiao-hong LI Shu-jun (Dept. of Hydrography and Cartography, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China) Abstract: The thesis discusses a method of vector data compression: subsection Douglas algorithm with the goniometry. The method is based on the Douglas-Peucker algorithm. Its way of compressing the data can be divided into four processes: measuring the angles, comparing the distance, deciding which points can represent the changing of curvature, dividing the data into several parts to perform the Douglas-Peucker algorithm. When the vector data needed to be compressed has many flections, using other compression techniques will bring into some failings, for example, decreasing the compression degree, losing the points that can show the changing of curvature, and so on. While using this method lots of these failings could be avoided. Key words: the Douglas-Peucker algorithm; goniometry subsection; the Douglas algorithm with the goniometry 用 d 与限差 D 比较，若 d < D ，则这条曲言 max max 的中间点全部舍去;若 d ? D ，则保留 d 近年来，在计算机技术发展的推动下，地图制 max max 应的坐标点，并以该点为界，把曲线分为两部结合计算机技术形成的计算机地图制图学也得 [2] 对这两部分重复使用该方法。迅速发展，已在地理信息系统等领域中得到了应用，并且显示出了强大的生命力。计算机地图制图的一项重要任务就是自动制图，而矢量数据压缩既是制图综合的关键技术又图综合提供技术方法。矢量数据压缩的主要对线状要素中心轴线和面状要素的边界数据(几图 1 道格拉斯,普克法化简示意图 [1] 据)。笔者在工作实践中发现，在使用道格拉 3.1 角度分段道格拉斯算法的基本原理角度分段道格拉斯算法的计算思路主要分为两大步: (1)测定角度和距离，取出特征点。每次顺序取曲线上的三个点，计算 2、1 点的连线与 3、2 点的连线之间的夹角a ，并与限差 A 比较。c 对分段后的曲线执行道格拉斯-普克法化简图 3 角度分段道格拉斯算法原理示意图若a < A ，则;若a ? A ，则将 2 点记录到新建的化简过程中应注意的问题:(1)首末点点集 s 中，进行 2、3、4 点的判断，直至整条曲线结束。此次操作的目的是取出曲率变化特征较为明显判断;(2)夹角判断必须严格按照曲线方向进的点。 3.2 角度分段道格拉斯算法的实验分析依次测量点集 s 中相邻两点的距离 d ，并与限差为验证该方法的可靠性，作者选取多组 D比较。如果某点与其前后两点的距离有一者小于行了测试，并与道格拉斯-普克法进行了对比 1 D，则从点集中删除该点,直至点集中的点依次判断为两种方法的压缩效果对比图。 1 完毕。此次操作的目的是防止取出深度较小的“弯曲”。 a 需要化简的曲线至此角度测定法执行完毕，点集 s 中的点即为特征点。 (2)利用所得到特征点将曲线分段，对每段曲线单独使用道格拉斯-普克法化简。 b 道格拉斯-普克法压缩效果其具体计算步骤为: 1)根据需要规定一个角度限差 A 和一个距离限差 D(角度测定法的距离限差)、 D(道格拉斯- 1 2 普克法中的距离限差)。 c 角度分段道格拉斯算法压缩效果2)每次顺序取曲线上的三个点 p、p、p， i 1 i i 1 图4 道格拉斯-普克法、角度分段道格拉斯算法压缩效果对计算 p、 p点的连线与 p、 p点连线之间的夹 i 1 i i i 1 角，并与限差 A 比较。若 ? A ，则将 p点记 aa由图可见，角度分段道格拉斯算法可以 i i i 录到新建的点集 s 中。度的保留曲率变化特征点。 3)令 i i 1，重复步骤(2)，至整条直线结 4 结论束;得到点集 s { p, p ,... p }( k 为点集中点 1 2 k 本文针对制图综合中曲线化简中的道格拉的个数) 普克法有可能舍掉曲率变化很大的点的问题，4)依次计算点集 s 相邻两点的距离，并与限差了角度分段道格拉斯算法，并将两种方法进行D比较。 1 比，实验表明角度分段道格拉斯算法可以有效5)若 d< D或 d< D，则删除 p点，令 1 1 i 1,i i,i 1 i 留住曲率变化特征点。但是由于该方法是在道i i 1，重复步骤(2); 斯-普克法基础上又增加了角度与距离的计算按照上述步骤进行判断，到整条直线结束为止。计算量进一步加大。故该法适用于对曲率变化6)利用取出的特征点将原曲线分段，分别利用的曲线进行化简。因此，为处理好减少计算量道格拉斯算法进行化简。留地形特征点的矛盾，对地形平缓地区的曲线用一般的道格拉斯-普克法压缩算法，而对于杂地区的各种曲线可采用角度分段道格拉斯算当然，尽管角度分段道格拉斯压缩算法比道格普克法压缩算法的时间复杂度有所增大，但是计算机计算速度的迅速增长，角度分段道格拉a 需要化简的曲线缩算法应用是完全可行的。参考文献 [1] 郑海鹰.计算机地图制图原理[M].郑州:原解放军院,1997.58-59. [2] 胡鹏,黄杏元,华一新. 地理信息系统教程[M].武b 判断角度取出 2、3、6、7 点, 比较距离后确定出特征点 2、3 汉大学出版社,2002.105-106.

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