[发明专利]一种图层叠加应用中计算相交对象的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及地理信息处理方法，尤其涉及图层叠加应用中计算相交对象的方法和装置。

背景技术

在地理信息系统中，为了将两个图层中的空间对象合并(如：建筑物，公路，河流和绿地等)，生成新的对象(比如由道路交叉形成立交桥)，需要计算空间对象轮廓的交点。在实际计算过程中，技术人员将计算空间对象轮廓的交点虚拟化为计算相交线段的交点。由于应用问题的计算量不断增大，需要计算性能更优的方法。以地理信息系统为例，每个图层所包含的数据达到百万量级，且随着分辨率的提高，图形的细节更丰富。对应到线段相交问题，则线段和交点数目随分辨率提高分别呈线性和平方级增长。寻求计算性能更优的方法对于解决此类问题具有重大的应用价值。

已有技术中，解决该问题的方法包括暴力法、随机法和平面扫描法。在文献“王晓东.线段相交问题的平面扫描型改进方法[J].计算机辅助设计与图形学学报，1996，8(2)：87-94”、文献“Ivan，J.B.An optimal algorithm forfinding segments intersections[C]//Proceedings of the eleventh annualsymposium on Computational geometry.Vancouver，British Columbia，Canada：ACM Press，1995：211-219”和文献“Chazelle，B.and H.Edelsbrunner.An optimal algorithm for intersecting line segments inthe plane[C]//Foundations of Computer Science，1988.，29th AnnualSymposium on.New York1988：590-600”中详细介绍了平面扫面法计算线段相交问题。平面扫描是一种有效的方法，为了减少运算时间，通常在平面扫描方法中先采用过滤方法对线段进行过滤，过滤掉肯定不相交的线段，然后再采用计算线段相交的方法。常用的过滤方法是采用最小外包矩形，对一条线段的最小外包矩形的定义为：以线段为斜边，四边平行于坐标轴的矩形。若两条线段相交，则其最小外包矩形必然相交，因此可用最小外包矩形作为过滤规则。其执行过程如图1所示，如果过滤结果表示最小外包矩形相交，则相应的一对线段可能相交，将该对线段加入求交点候选集，再进一步计算线段相交；如果过滤结果表示最小外包矩形不相交，则线段肯定不相交，不再继续计算线段相交。

计算矩形相交的方法，例如在文献“Bentley，J.L.and D.Wood.AnOptimal  Worst  Case  Algorithm  for  Reporting  Intersections  ofRectangles[J].IEEE Transactions on Computers，1980，C-29(7)：571-577”、文献“Six，H.W.and D.Wood.The rectangle intersectionproblem revisited[J].BIT Numerical Mathematics，1980，20(4)：426-433”和文献“Lee，D.T.An optimal time and minimal space algorithm forrectangle intersection problems[J].International Journal of ParallelProgramming，1984，13(1)：23-32”中公开的技术，一般是将二维的相交转化为两个一维相交问题的交集，即如果两个矩形相交，则两个矩形在坐标轴上的投影线段一定相交。

上述现有技术中平面扫描法的不足在于：最小外包矩形的过滤方法过于宽松，忽略了平面线段相交问题的一个重要特征，即“线段的有效部分渐缩”。如图2所示，线段a1a3与线段b2b4并不相交，但其最小外包矩形却是相交的，这样采用最小外包矩形作为过滤规则时会将它们加入求交点候选集，从而增加了计算量。

发明内容

本发明的目的是解决已有技术中过滤方法过于宽松的问题，提供一种计算量相对较小的图层叠加应用中计算相交对象的方法和装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种图层叠加应用中计算相交对象的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤S1，将由对象虚拟化成的线段的斜率进行量化规整；

步骤S2，计算量化规整后的线段的规整最小外包矩形；