基于共享直线段的平面片束排序方法和系统技术方案

本发明专利技术适用于软件领域，提供了一种基于共享直线段的平面片束排序方法和系统。所述方法包括：确定三维实体包含的二维平面；确定所述二维平面的表征矢量；根据所述二维平面的表征矢量将对应的二维平面投影至XOY平面；将预设的起始平面变换为X轴正向，且所述起始平面的法向量变换为X轴正向朝上，所述预设的起始平面为所述三维实体包含的二维平面中的任一个二维平面，所述预设的起始平面的表征矢量为起始表征矢量；在XOY平面上，计算起始表征矢量与确定的其他表征矢量的夹角，并根据夹角的大小确定对应的二维平面与预设的起始平面的远近。通过上述方法实现了基于共享一维直线段的二维平面束排序，从而为进一步实现三维实体的构建奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】
基于共享直线段的平面片束排序方法和系统
本专利技术实施例属于软件领域，尤其涉及一种基于共享直线段的平面片束排序方法和系统。
技术介绍
在二维空间中，通过1维基元来构造2维基元(多边形)的研究已经较多。其最早出现于双重独立地图编码(DIME,DualIndependentMapEncoding)格式(Peucker,T.K.etal.(1975).CartographicDataStructure[J].TheAmeircanCartographer,2(1):55-69；Meixler,D.etal.(1987).PolygonizationandTopologicalEditingattheBureauoftheCensus[C].AUTO-CARTO8Proceedings:731-738.)和拓扑整合地理编码与参考(TIGER,TopologicallyIntegratedGeographicEncodingandReferencing)格式(Peuquest,D.J.(1984).AConceptualFrameworkandComparisonofSpatialDataModels[J].Cartographica:TheInternationalJournalofGeographicInformationandGeovisualization,21(4):66-113；Hodgson,M.E.etal.(1989).CartographicDataCaptureusingCAD[C].AUTO-CARTO9Proceedings:406-415.)的二维数据的多边形化过程之中。前者是通过1维直线段构造2维多边形，后者是通过1维链(直线段的集合)来构造2维多边形。直线段是1维基元，链也是1维基元，以上多边形化算法的核心在于通过1维基元与1维基元之间的夹角计算来寻找构造每个多边形的所有相关1维基元(直线段或链)，以上这些针对国外格式二维空间数据提出二维多边形化算法的计算夹角方式，与我国学者提出的左转(或右转)算法(陈春等.(1996).GIS中多边形图拓扑信息生成的数学基础[J].测绘学报,25(4):266-271；杜清运.(1989).地图数据库中多边形数据的自动组织[J].测绘学报,18(3):204-212.)很类似。除此之外，二维多边形化算法还包括：-Qi算法(齐华等.(1996).建立结点上弧-弧拓扑关系的Qi算法[J].测绘学报,25(3):233-235；齐华.(1997).自动建立多边形拓扑关系算法步骤的优化与改进[J].测绘学报,26(3):254-260；齐华,李德仁.(2005).基于Qi(xi,yi)函数的辐射线空间分割与TIN的约束边镶嵌[J].武汉大学学报(信息科学版),30(3):204-208；齐华,李德仁,朱庆.(2003).确定射线空间相邻关系的两个非角度算法的时间复杂度分析[J].武汉大学学报(信息科学版),28(5):611-614)。-方位角算法(闫浩文等.(2000).基于方位角计算的拓扑多边形自动构建快速算法[J].中国图象图形学报,5A(7):563-567；闫浩文,王家耀.(2009).地图群组目标描述与自动综合[M].北京:科学出版社；闫浩文等.(2007).计算机地图制图原理与算法基础[M].北京:科学出版社；闫浩文,王明孝等.(2012).计算几何：空间数据处理算法[M].北京:科学出版社.)。-矢量外积法(高云琼等.(2002).同一结点上弧-弧拓扑关系生成的新算法[J].计算机应用研究,(4):58-59；)，它们的侧重点在于从当前1维基元寻找最邻近1维基元时不再使用夹角值，而且分别借助Qi函数、方位角、矢量积与二叉排序树。以上文献的不同之处在于，针对从1维基元矢量的集合(一种比率尺度数据)推导出1维基元与1维基元之间的排序顺序(一种定序尺度数据)，所采用的计算策略有所不同，从而造成算法的空间(时间)复杂度有所区别，但本质上都是针对基于0维共享节点的1维基元集合的排序。在三维空间中，如何构造有效的3维基元(也称多面体化)远远没有以上二维空间中多边形的构造算法(如上所述称为多边形化)成熟，包括ISO19107'SpatialSchema'(ISO.(2003).ISO/TC211,ISOInternationalStandard19107:2003,GeographicInformation-SpatialSchema.)中存在对于“体”的抽象定义(即GM_Solid和TP_Solid)，GML和CityGML中沿用ISO19107中对于“体”的定义(即gml:Solid)(Protele,C.OpenGISGeographyMarkupLanguage(GML)EncodingStandard,CopyrightOpenGeospatialConsortium,Inc.,v3.2.1；Groger,G.etal.OGCCityGeographyMarkupLanguage(CityGML)EncodingStandard,OpenGeospatialConsortium,Inc.,v2.0)，以上在三维形式化数据结构(3DFormalDataStructure)(Molenaar,M.(1990).AFormalDataStructurefor3DVectorMaps[C].In:ProceedingsofEGIS'90,2.Amsterdam,theNetherlands:770-781.)、简化空间模型(SSM，SimplifiedSpatialmodel)(Zlatanova,S.(2000).3DGISforUrbanDevelopment[D].Ph.DDissertation,TheNetherlands,ITC.)、城市数据模型(UDM，UrbanDataModel)(Coors,V.(2003).3D-GISinNetworkingEnvironments.Computers,EnvironmentandUrbanSystems,27:345-357.)、面向对象的三维数据模型(Object-oriented3DDataModel)(Shi,W.Z.,Yang,B.S.,Li,Q.Q.(2003).AnObject-orientedDataModleforComplexObjectsinThree-dimensionalGeographicalInformationSystems[J].InternationalJournalofGeographicalInformationScience,17(5):411-430.)等各种三维空间数据模型(Zlatanova,Setal.(2004).TopologicalModelsandFrameworksfor3DSpatialObjects[J].Computers&Geosciences,30:419-428；)中都存在3维体对象，但它们均没有显式说明一个有效的3维对象从何而来。与之对比的，郭仁忠等提出了一种“面向地籍的三维空间数据模型”并给出了其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于共享直线段的平面片束排序方法，其特征在于，所述方法包括：确定三维实体包含的二维平面；确定所述二维平面的表征矢量；根据所述二维平面的表征矢量将对应的二维平面投影至XOY平面；将预设的起始平面变换为X轴正向，且所述起始平面的法向量变换为X轴正向朝上，所述预设的起始平面为所述三维实体包含的二维平面中的任一个二维平面，所述预设的起始平面的表征矢量为起始表征矢量；在XOY平面上，计算起始表征矢量与确定的其他表征矢量的夹角，并根据夹角的大小确定对应的二维平面与预设的起始平面的远近。

【技术特征摘要】
1.一种基于共享直线段的平面片束排序方法，其特征在于，所述方法包括：确定三维实体包含的二维平面；确定所述二维平面的表征矢量；根据所述二维平面的表征矢量将对应的二维平面投影至XOY平面；将预设的起始平面变换为X轴正向，且所述起始平面的法向量变换为X轴正向朝上，所述预设的起始平面为所述三维实体包含的二维平面中的任一个二维平面，所述预设的起始平面的表征矢量为起始表征矢量；在XOY平面上，计算起始表征矢量与确定的其他表征矢量的夹角，并根据夹角的大小确定对应的二维平面与预设的起始平面的远近。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述二维平面的表征矢量，具体包括：确定所述二维平面的法向量和环绕方向；叉乘所述二维平面的法向量和环绕方向，叉乘的结果为所述二维平面的表征矢量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述二维平面的表征矢量将对应的二维平面投影至XOY平面，具体包括：计算起始法向量(initFN.x，initFN.y)与(0,1)形成的方向角angle1，所述起始法向量为所述预设的起始平面的法向量；根据所述angle1将环绕直线段所形成的矢量rSegV从三维空间变换为位于YOZ平面上的rSegV_YOZ；计算所述rSegV_YOZ与(0,1)形成的方向角angle2；根据所述angle2将所述rSegV_YOZ变换为Z轴正向，以将对应的二维平面投影至XOY平面。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将预设的起始平面变换为X轴正向，且所述起始平面的法向量变换为X轴正向朝上，具体包括：根据所述angle1和所述angle2将所述起始表征矢量iResSegV转换为XOY平面的矢量iResSegV_XOY；计算(-iResSegV_XOY.y，iResSegV_XOY.x)与(0,1)形成的方向角angle3；根据所述angle3将所述iResSegV_XOY变换为X轴正向的iResSegV_X，以将预设的起始平面变换为X轴正向，且所述起始平面的法向量变换为X轴正向朝上。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在XOY平面上，计算起始表征矢量与确定的其他表征矢量的夹角，并根据夹角的大小确定对应的二维平面与预设的起始平面的远近，具体包括：在XOY平面上，分别判断所述iResSegV_X的分量iResSegV_X.x、iResSegV_X.y与0的大小关系；根据判断结果选择计算起始表征矢量与确定的其他表征矢量的夹角的方式，并根据夹角的大小确定对应的二维平面与预设的起始平面的远近。6.一种基于共享直线段的平面片束排序系...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞昌彬，郭仁忠，赵志刚，贺彪，李霖，应申，
申请(专利权)人：深圳市数字城市工程研究中心，
类型：发明
国别省市：广东,44