專利名稱：一種確定地物之間方向角度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明涉及地理信息技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種確定地物之間方向角度的方法。
背景技術(shù)：
在日常生活中，對(duì)于兩個(gè)地物來說最常見的問題就是兩個(gè)目標(biāo)之間的距離和相互的方向，如A在B的東北方向90米處。在地理信息領(lǐng)域，兩個(gè)地物目標(biāo)之間的方向關(guān)系是其重要的三大關(guān)系之一。如何計(jì)算兩個(gè)目標(biāo)之間的方向關(guān)系被國內(nèi)外很多學(xué)者研究。但在過去的研究中研究者大多是從定性的角度對(duì)目標(biāo)之間的方向進(jìn)行計(jì)算、描述，如A在B的東北方向。僅有少數(shù)研究者提出了對(duì)目標(biāo)之間定量計(jì)算的研究方法，而且都是在理論層面上進(jìn)行研究，沒有在計(jì)算機(jī)上加以實(shí)現(xiàn)，不能適用于大數(shù)據(jù)的目標(biāo)方向計(jì)算。其中，F(xiàn)rank等提出的維形方向關(guān)系模型(Proceedingsof Austrian Conferenceon Artificial Intelligence, 1991, P157-167),包括四方向模型、八方向模型和三角化模型，Chang 等提出的二維字符串模型(IEEE Transactions on Pattern Analysis andMachine Intelligence.1987，P413-428),以及 Papadias 提出的基于 MBR 的計(jì)算模型等(((VLDB)) 1994.P479-516)，主要是對(duì)目標(biāo)間的方向關(guān)系進(jìn)行定性的計(jì)算，如A在B的東北方向等。這些用于進(jìn)行定性計(jì)算的模型由于是基于對(duì)圖形的概括進(jìn)行計(jì)算分析，存在一定的粗糙性，受目標(biāo)之間距離、自身形狀以及人的主觀因素影響較大。聞浩文等提出的Voronoi空間方向關(guān)系模型(《武漢大學(xué)學(xué)報(bào)》2002.P306-310)、鄧敏等提出的空間方向關(guān)系統(tǒng)計(jì)模型(《地理信息世界》2006.P70-76),是對(duì)目標(biāo)之間的方向角度進(jìn)行定量計(jì)算，如A與B的方向角度為56度。這些模型雖然在一定程度上提高了目標(biāo)之間方向的精確性，但仍存在一些不能忽視的問題。其中，Voronoi空間方向關(guān)系模型受可視域限制，對(duì)遮擋部分的圖形變化不敏感，角度不能隨著可視域外部分的圖形變化而發(fā)生變化；鄧敏提出的統(tǒng)計(jì)模型，由于計(jì)算量較大，不適合復(fù)雜圖形計(jì)算，不能適應(yīng)海量數(shù)據(jù)的實(shí)際計(jì)算需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種確定兩個(gè)地物之間方向角度的方法。本發(fā)明提供的地物之間方向角度的確定方法，具體步驟包括:獲取地物A和地物B的矢量圖像,地物A為參考目標(biāo),地物B為源目標(biāo),對(duì)上述地物A和地物B的目標(biāo)邊緣進(jìn)行提取(如

圖1所示)；上述參考目標(biāo)和源目標(biāo)的目標(biāo)邊緣以點(diǎn)的集合進(jìn)行表示(如圖2所示)，將參考目標(biāo)和源目標(biāo)的目標(biāo)邊緣的點(diǎn)進(jìn)行逐一相連，計(jì)算參考目標(biāo)和源目標(biāo)上的點(diǎn)到連線的長度總和，若連線左右兩側(cè)的總長度相等，則這時(shí)的連線即是參考目標(biāo)與源目標(biāo)的方向角度參考線.-^4 ，建立坐標(biāo)系，以方向角度參考線的中點(diǎn)作為原點(diǎn)，以左側(cè)向右側(cè)為X軸，以垂直于X的為Y軸建立笛卡爾直角坐標(biāo)系；
計(jì)算參考線與X軸正方向的夾角α，確定夾角α為地物A和地物B的方向角度。本發(fā)明將地物A和地物B的目標(biāo)邊緣中的任意兩點(diǎn)逐步連接，形成直線L。地物A和地物B的目標(biāo)邊緣的點(diǎn)被直線L分為左右兩個(gè)部分。計(jì)算地物A和地物B上的其他點(diǎn)到直線L的長度總和。其中，地物A目標(biāo)邊緣中的左側(cè)點(diǎn)到L的長度總和為1La，目標(biāo)邊緣中的右側(cè)點(diǎn)到L的長度總和為IRa;地物B目標(biāo)邊緣中的左側(cè)點(diǎn)到L的長度總和為1Lb，目標(biāo)邊緣中的右側(cè)點(diǎn)到L的長度總和為IRb，如果直線L兩邊目標(biāo)邊緣所有點(diǎn)到直線L的長度總和相等,且源地物A左右兩側(cè)到L的長度總和也基本相等，則L為地物A和地物B的方向關(guān)系參考線(如圖3所示)，當(dāng)1La+1Lb=1Ra+1Rb。同時(shí)，滿足ILa與IRa基本相等L為地物A和地物地物B方向角度參考線。建立坐標(biāo)系，計(jì)算參考線L角度(如圖4所示)。將形成L的地物A和B上兩點(diǎn)作為線段兩個(gè)端點(diǎn)。以兩個(gè)端點(diǎn)連線的中點(diǎn)作為原點(diǎn)，以左側(cè)向右側(cè)為X軸，即為O度基準(zhǔn)方向，以垂直于X的為Y軸建立笛卡爾直角坐標(biāo)系。坐標(biāo)系以逆時(shí)針方向?yàn)檎较?，角度范圍為O。 360°。參考線L與X軸的順時(shí)針方向角度即夾角α，夾角α為所求地物地物A與地物地物B之間的方向角度。方向角度夾角α計(jì)算公式如公式I所示:
權(quán)利要求
1.一種確定地物A和地物B之間方向角度的方法，具體步驟包括: 1)獲取地物A和地物B的矢量圖像,地物A為參考目標(biāo),地物B為源目標(biāo),對(duì)上述參考目標(biāo)和源目標(biāo)的目標(biāo)邊緣進(jìn)行提取，上述參考目標(biāo)和源目標(biāo)的目標(biāo)邊緣以點(diǎn)的集合進(jìn)行表示； 2)將參考目標(biāo)和源目標(biāo)的目標(biāo)邊緣的點(diǎn)進(jìn)行逐一相連，計(jì)算參考目標(biāo)和源目標(biāo)上的點(diǎn)到連線的長度總和，若連線左右兩側(cè)的總長度相等，則這時(shí)的連線即是參考目標(biāo)與源目標(biāo)的方向角度參考線； 3)建立坐標(biāo)系，以所述方向角度參考線的中點(diǎn)作為原點(diǎn)，建立笛卡爾直角坐標(biāo)系； 4)計(jì)算參考線與笛卡爾直角坐標(biāo)系的X軸正方向的夾角α，確定夾角α為地物A和地物B之間方向的角度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，判斷參考目標(biāo)與源目標(biāo)的目標(biāo)邊緣的類型，如果分別是點(diǎn)和線的類型，則分別存儲(chǔ)為GeoPint和GeoPolyline類型；如果都是面的類型，則提取邊界線，再存儲(chǔ)為GeoPolyline類型；若參考目標(biāo)A或源目標(biāo)B目標(biāo)邊緣的類型分別是線或面的類型 ，對(duì)其對(duì)應(yīng)的GeoPolyline存儲(chǔ)對(duì)象按照長度均等原則進(jìn)行結(jié)點(diǎn)的抽稀或細(xì)化。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，夾角α的計(jì)算公式:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種確定地物之間方向角度的方法，該方法利用計(jì)算機(jī)在矢量圖像上對(duì)地物目標(biāo)之間的方向角度進(jìn)行定量計(jì)算，并以參考線來描述、顯示相互之間的角度。通過本發(fā)明能夠有效計(jì)算目標(biāo)之間的方向角度，從而為方向關(guān)系的定性描述提供參考數(shù)據(jù)，避免了人為因素干擾，提高了計(jì)算效率，能夠滿足海量數(shù)據(jù)中目標(biāo)之間的方向角度計(jì)算需求。
文檔編號(hào)G06F17/15GK103164387SQ20131013085
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者田原, 劉亮, 文學(xué), 丁連軍, 萬家歡, 王雪艷, 蔡彩, 高志芳 申請(qǐng)人:北京大學(xué)