基于圖形復(fù)雜度的gis面要素幾何信息量的計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地理信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖形復(fù)雜度的GIS面要素 幾何信息量的計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在地圖定密、地圖信息量計(jì)算等應(yīng)用中，需要對(duì)地圖要素的信息量進(jìn)行量化，作為 地圖所承載信息的豐富程度的判定標(biāo)準(zhǔn)。幾何信息量作為地圖信息量的重要組成，其科學(xué) 計(jì)算方法的研宄具有重要的研宄意義和應(yīng)用價(jià)值。
[0003] 關(guān)于幾何信息量的計(jì)算，李志林最先提出幾何信息量這一概念，其主要思想是先 對(duì)地理要素進(jìn)行Voronoi圖劃分，每個(gè)地理要素的Voronoi圖面積作為該地理要素的勢(shì)力 范圍，再結(jié)合信息量計(jì)算的基本公式來(lái)計(jì)算地圖幾何信息量。劉慧敏等人在李志林的基礎(chǔ) 上，主要考慮了地理要素的Voronoi圖面積與地理要素的密度成反比關(guān)系，而對(duì)公式做了 改進(jìn)。但無(wú)論是李志林的方法還是劉慧敏的方法，都只是單純基于地理要素對(duì)應(yīng)的Voronoi 圖的面積，即其影響范圍來(lái)進(jìn)行定量分析，完全沒(méi)有考慮要素本身的復(fù)雜程度，這種判斷單 一，不直觀，且準(zhǔn)確度較低。
[0004] 要素本身的圖形復(fù)雜度應(yīng)是其幾何信息量需著重考慮的因素之一，并且對(duì)于面要 素幾何信息量的計(jì)算，其影響范圍的劃分應(yīng)分為兩種情況分別處理。一是針對(duì)面要素全覆 蓋的情況，不需要進(jìn)行Voronoi圖劃分，每個(gè)面要素自身的面積即為它們的影響范圍；二是 面要素未完全覆蓋的情況，則需要進(jìn)行Voronoi圖劃分，來(lái)確定它們的影響范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為此，本發(fā)明綜合考慮要素影響范圍和要素本身的圖形復(fù)雜度的基礎(chǔ)上，提出一 種基于圖形復(fù)雜度的GIS面要素幾何信息量計(jì)算的方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
[0007] 基于圖形復(fù)雜度的GIS面要素幾何信息量的計(jì)算方法，首先，確定各面要素的影 響范圍，計(jì)算影響范圍系數(shù)；其次，計(jì)算每一面要素的圖形復(fù)雜度；最后，根據(jù)每個(gè)面要素 的影響范圍與每個(gè)面要素的圖形復(fù)雜度，計(jì)算其幾何信息量。
[0008] 所述方法的具體步驟如下：
[0009] 步驟一：加載GIS面要素集合M={niili= 1，2，…，n}，n表示面要素叫的個(gè)數(shù)；
[0010] 步驟二：基于圖層的最小外包矩形R，計(jì)算每個(gè)面要素叫的影響范圍系數(shù)ICoei，如 果面要素完全覆蓋最小外包矩形R，則執(zhí)行步驟三；否則，執(zhí)行步驟四；
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于圖形復(fù)雜度的GIS面要素幾何信息量的計(jì)算方法，其特征在于，首先，確定各面 要素的影響范圍，計(jì)算影響范圍系數(shù)；其次，計(jì)算每一面要素的圖形復(fù)雜度；最后，根據(jù)每 個(gè)面要素的影響范圍與每個(gè)面要素的圖形復(fù)雜度，計(jì)算其幾何信息量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖形復(fù)雜度的GIS面要素幾何信息量的計(jì)算方法，其特 征在于，所述方法的具體步驟如下： 步驟一：加載GIS面要素集合M=ImiIi= 1，2，…，n}，n表示面要素叫的個(gè)數(shù)； 步驟二：基于圖層的最小外包矩形R，計(jì)算每個(gè)面要素叫的影響范圍系數(shù)ICoei,如果面 要素完全覆蓋最小外包矩形R，則執(zhí)行步驟三；否則，執(zhí)行步驟四； 步驟三：依據(jù)公式（1)，計(jì)算面要素叫的影響范圍系數(shù)ICoei
其中，Areai表示第i個(gè)面要素的面積，n表示面要素m個(gè)數(shù)； 步驟四：先對(duì)面要素集合M進(jìn)行Voronoi剖分，得到影響范圍后，再計(jì)算影響范圍系數(shù)ICoe； 步驟五：依據(jù)公式（2)，計(jì)算每個(gè)面要素HIi的面積比系數(shù)ACoei;
其中，ACoei為第i個(gè)面要素的面積比系數(shù)，Areai為第i個(gè)面要素的面積，Si為與第i個(gè)面要素等周長(zhǎng)的圓的面積，Ie[l，n]，n表示面要素叫的個(gè)數(shù)，ACoeiG[1，2); 步驟六：依據(jù)公式（3)，計(jì)算每個(gè)面要素Hii的彎曲系數(shù)BCoei BCoei=Li (3) 其中，BCoei為第i個(gè)面要素的面積比系數(shù)；圓Ci是以面要素Hii的質(zhì)心為圓心，與Hli等面積的圓；LiS表征要素分塊的系數(shù)，是指面要素Hli被圓Ci所分割出的分塊數(shù)， LiG[1，+ 00 ]; 步驟七：依據(jù)公式（4)，計(jì)算每個(gè)面要素HIi的圖形復(fù)雜度FComi FComi=ACoeiXBCoei (4) 其中，八&^與BCoei分別代表面要素mi的面積比系數(shù)和彎曲系數(shù)。 步驟八：依據(jù)公式（5)，計(jì)算面要素mi的幾何信息量FInfori FInfori =FComjXICoei (5) 其中，？(：〇!1^與ICoei表示第i個(gè)面要素的圖形復(fù)雜度和影響范圍系數(shù)； 步驟九：依據(jù)公式（6)，計(jì)算面要素集合M的幾何信息量GInfor
其中，n表示面要素叫的個(gè)數(shù)，F(xiàn)Infori表示第i個(gè)面要素m滿幾何信息量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖形復(fù)雜度的GIS面要素幾何信息量的計(jì)算方法，其特 征在于，所述步驟四的具體過(guò)程如下： (a)將面要素集合M離散為點(diǎn)集P= {Pi(Xi，yi)|i= 1，2,…，k}，k為點(diǎn)要素的個(gè)數(shù)， 并使用點(diǎn)集P的"id"屬性來(lái)記錄該點(diǎn)所歸屬的面要素FID值； (b) 基于點(diǎn)集P，以圖層的最小外包矩形R為界，生成Voronoi圖V，并將點(diǎn)集P中各點(diǎn) 的"id"屬性，賦給包含該點(diǎn)的相應(yīng)Thicssen多邊形凡的"id"屬性； (c) 根據(jù)Thicssen多邊形Ti的"id"屬性，生成合并后的圖V' ；將Voronoi圖V中相 同的"id"屬性值的Thicssen多邊形Ti合并為一個(gè)多邊形，多邊形的面積即為面要素的影 響范圍VAreai,VAreai表示"id" =i的面要素的影響范圍； (d) 依據(jù)公式（7)，計(jì)算每個(gè)面要素的影響范圍系數(shù)ICoei
其中，ICoei為第i個(gè)面要素的影響范圍系數(shù)，VAreai為第i個(gè)面要素Hii的影響范圍的 面積，MreY/為n個(gè)面要素影響范圍的平均值，VAreamax為n個(gè)面要素影響范圍的最大值，n 表示面要素Hli的個(gè)數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于圖形復(fù)雜度的GIS面要素幾何信息量的計(jì)算方法。該方法步驟包括：首先，確定各面要素的影響范圍，計(jì)算影響范圍系數(shù)；其次，計(jì)算每一面要素的圖形復(fù)雜度；最后，根據(jù)每個(gè)面要素的影響范圍與每個(gè)面要素的圖形復(fù)雜度，計(jì)算其幾何信息量。本發(fā)明不僅將面要素的影響范圍作為影響面要素幾何信息量的因素，而且將面要素本身的圖形復(fù)雜度也作為影響幾何信息量的一個(gè)因素。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明更能合理且準(zhǔn)確地計(jì)算面要素的幾何信息量。
【IPC分類】G06F17-30
【公開(kāi)號(hào)】CN104715036
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510117428
【發(fā)明人】姚蒙蒙, 李安波, 陳楹, 吳賽松
【申請(qǐng)人】南京師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月17日