确定平面多边形凹凸点的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种确定平面多边形凹凸点的方法及系统，方法包括以下步骤：识别GPX数据处理成面数据时围成的平面多边形的坐标方向；根据识别到的多边形坐标方向，对于顶点P

【技术实现步骤摘要】
确定平面多边形凹凸点的方法及系统
本专利技术属于GPX数据处理
，具体涉及一种确定平面多边形凹凸点的方法及系统。
技术介绍
GPX是GPS数据交换格式的简写，是一种比较小的XML(EXtensibleMarkupLanguage)数据格式，包括航点坐标等GPS信息，可在网络上传输并且支持网络服务。在获得GPX航线数据后，为将其应用于GoogleEarth(三维地球)、MapSource(garmin导航仪工具软件)等应用程序，通常需要将GPX航线数据生成面数据。其中，GPX面数据是由多个航点的二维坐标构成。在图像检测等地理信息处理时，常常需要识别面数据中每个顶点的凹凸性，然而，现有的面数据顶点凹凸性的识别方法，普遍具有识别过程复杂的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种确定平面多边形凹凸点的方法及系统，可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种确定平面多边形凹凸点的方法，包括以下步骤：步骤1，识别GPX数据处理成面数据时围成的平面多边形的坐标方向，包括：步骤1.1，将GPX数据转换为面数据；其中，所述面数据包括多个顶点，每个所述顶点具有二维xy坐标；按照航迹方向，将各个所述顶点的二维坐标存入到数据库中；假设共有n个顶点，按航迹方向，依次为P1(x1,y1),P2(x2,y2),…,Pn(xn,yn)；步骤1.2，遍历所述数据库中的n个顶点，查找到纵坐标y值最大的所有顶点；步骤1.3，判断y值最大的顶点是否只有一个，如果是，将y值最大的顶点记为PA(xA,yA)，然后执行步骤1.5；其中，A∈(1,2,…,n)；如果不是，执行步1.骤4；步骤1.4，在y值最大的各个顶点中，查找到横坐标x值最小的顶点，将查找到的顶点记为PA(xA,yA),然后执行步骤1.5；步骤1.5，在xy坐标系中标记顶点PA，然后，在顶点PA正上方标记辅助点PD(xA,yA+m)；其中，m为大于0的任意数字；步骤1.6，在数据库中定位到顶点PA，然后，寻找到顶点PA前一个相邻的顶点PB(xB,yB)以及后一个相邻的顶点PC(xC,yC)；其中:如果A＝1，则顶点PB为数据库中的顶点Pn(xn,yn)，顶点PC为数据库中的顶点P2(x2,y2)；如果A＝n，则顶点PB为数据库中的顶点Pn-1(xn-1,yn-1)，顶点PC为数据库中的顶点P1(x1,y1)；如果A＝2,3,…,n-1，则顶点PB为数据库中的顶点PA-1(xA-1,yA-1)，顶点PC为数据库中的顶点PA+1(xA+1,yA+1)；步骤1.7，计算矢量PAPD到矢量PAPB在顺时针方向的夹角E1；计算矢量PAPD到PAPC在顺时针方向的夹角E2；步骤1.8，判断夹角E1是否大于夹角E2，如果大于，则确定由顶点P1,P2,…,Pn首尾相接围成的多边形坐标方向为顺时针；否则，确定由顶点P1,P2,…,Pn首尾相接围成的多边形坐标方向为逆时针；步骤2，根据步骤1识别到的多边形坐标方向，对于顶点P1,P2,…,Pn中的任意一个顶点Pa(xa,ya)，其中，a＝1,2,…,n，均采用以下方法识别平面多边形每个顶点的凹凸属性：步骤2.1，在数据库中，定位到顶点Pa的前一个顶点Pb(xb,yb)和后一个顶点Pc(xc,yc)；步骤2.2，判断顶点Pa和顶点Pb的纵坐标是否相同，如果相同，则执行步骤2.3；如果不相同，则以顶点Pa为原点，计算atan2(yb,xb)的值；然后执行步骤2.4；步骤2.3，判断顶点Pb的横坐标是否小于顶点Pa的横坐标，即：判断顶点Pb是否位于顶点Pa的正左侧，如果是，则以顶点Pa为原点，直接令atan2(yb,xb)＝180度；如果否，表明顶点Pb位于顶点Pa的正右侧，则以顶点Pa为原点，计算atan2(yb,xb)的值；然后执行步骤2.4；步骤2.4，判断顶点Pa和顶点Pc的纵坐标是否相同，如果相同，则执行步骤2.5；如果不相同，则以顶点Pa为原点，计算atan2(yc,xc)的值；然后执行步骤2.6；步骤2.5，判断顶点Pb的横坐标是否小于顶点Pc的横坐标，即：判断顶点Pc是否位于顶点Pa的正左侧，如果是，则以顶点Pa为原点，直接令atan2(yc,xc)＝180度；如果否，表明顶点Pc位于顶点Pa的正右侧，则以顶点Pa为原点，计算atan2(yc,xc)的值；然后执行步骤2.6；步骤2.6,计算矢量PaPb到矢量PaPc在逆时针方向的夹角E3为：(180/π)(atan2(yc,xc)-atan2(yb,xb))；步骤2.7,当步骤1识别到的多边形坐标方向为顺时针时，判断夹角E3是否大于180度；如果是，顶点Pa为凹点；否则，表明顶点Pa为凸点；然后在数据库中记录顶点Pa的凸凹属性；当步骤1识别到的多边形坐标方向为逆时针时，判断夹角E3是否大于180度；如果是，顶点Pa为凸点；否则，表明顶点Pa为凹点；然后在数据库中记录顶点Pa的凸凹属性。本专利技术还提供一种确定平面多边形凹凸点的系统，包括：坐标方向识别模块，用于识别GPX数据处理成面数据时围成的平面多边形的坐标方向；顶点的凹凸属性识别模块，用于根据坐标方向识别模块识别到的多边形坐标方向，对于顶点P1,P2,…,Pn中的任意一个顶点Pa(xa,ya)，其中，a＝1,2,…,n，均识别平面多边形每个顶点的凹凸属性。优选的，坐标方向识别模块具体用于：步骤1.1，将GPX数据转换为面数据；其中，所述面数据包括多个顶点，每个所述顶点具有二维xy坐标；按照航迹方向，将各个所述顶点的二维坐标存入到数据库中；假设共有n个顶点，按航迹方向，依次为P1(x1,y1),P2(x2,y2),…,Pn(xn,yn)；步骤1.2，遍历所述数据库中的n个顶点，查找到纵坐标y值最大的所有顶点；步骤1.3，判断y值最大的顶点是否只有一个，如果是，将y值最大的顶点记为PA(xA,yA)，然后执行步骤1.5；其中，A∈(1,2,…,n)；如果不是，执行步1.骤4；步骤1.4，在y值最大的各个顶点中，查找到横坐标x值最小的顶点，将查找到的顶点记为PA(xA,yA),然后执行步骤1.5；步骤1.5，在xy坐标系中标记顶点PA，然后，在顶点PA正上方标记辅助点PD(xA,yA+m)；其中，m为大于0的任意数字；步骤1.6，在数据库中定位到顶点PA，然后，寻找到顶点PA前一个相邻的顶点PB(xB,yB)以及后一个相邻的顶点PC(xC,yC)；其中:如果A＝1，则顶点PB为数据库中的顶点Pn(xn,yn)，顶点PC为数据库中的顶点P2(x2,y2)；如果A＝n，则顶点PB为数据库中的顶点Pn-1(xn-1,yn-1)，顶点PC为数据库中的顶点P1(x1,y1)；如果A＝2,3,…,n-1，则顶点PB为数据库中的顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定平面多边形凹凸点的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，识别GPX数据处理成面数据时围成的平面多边形的坐标方向，包括：/n步骤1.1，将GPX数据转换为面数据；其中，所述面数据包括多个顶点，每个所述顶点具有二维xy坐标；按照航迹方向，将各个所述顶点的二维坐标存入到数据库中；/n假设共有n个顶点，按航迹方向，依次为P

【技术特征摘要】
1.一种确定平面多边形凹凸点的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，识别GPX数据处理成面数据时围成的平面多边形的坐标方向，包括：
步骤1.1，将GPX数据转换为面数据；其中，所述面数据包括多个顶点，每个所述顶点具有二维xy坐标；按照航迹方向，将各个所述顶点的二维坐标存入到数据库中；
假设共有n个顶点，按航迹方向，依次为P1(x1,y1),P2(x2,y2),…,Pn(xn,yn)；
步骤1.2，遍历所述数据库中的n个顶点，查找到纵坐标y值最大的所有顶点；
步骤1.3，判断y值最大的顶点是否只有一个，如果是，将y值最大的顶点记为PA(xA,yA)，然后执行步骤1.5；其中，A∈(1,2,…,n)；如果不是，执行步1.骤4；
步骤1.4，在y值最大的各个顶点中，查找到横坐标x值最小的顶点，将查找到的顶点记为PA(xA,yA),然后执行步骤1.5；
步骤1.5，在xy坐标系中标记顶点PA，然后，在顶点PA正上方标记辅助点PD(xA,yA+m)；其中，m为大于0的任意数字；
步骤1.6，在数据库中定位到顶点PA，然后，寻找到顶点PA前一个相邻的顶点PB(xB,yB)以及后一个相邻的顶点PC(xC,yC)；
其中:
如果A＝1，则顶点PB为数据库中的顶点Pn(xn,yn)，顶点PC为数据库中的顶点P2(x2,y2)；
如果A＝n，则顶点PB为数据库中的顶点Pn-1(xn-1,yn-1)，顶点PC为数据库中的顶点P1(x1,y1)；
如果A＝2,3,…,n-1，则顶点PB为数据库中的顶点PA-1(xA-1,yA-1)，顶点PC为数据库中的顶点PA+1(xA+1,yA+1)；
步骤1.7，计算矢量PAPD到矢量PAPB在顺时针方向的夹角E1；计算矢量PAPD到PAPC在顺时针方向的夹角E2；
步骤1.8，判断夹角E1是否大于夹角E2，如果大于，则确定由顶点P1,P2,…,Pn首尾相接围成的多边形坐标方向为顺时针；否则，确定由顶点P1,P2,…,Pn首尾相接围成的多边形坐标方向为逆时针；
步骤2，根据步骤1识别到的多边形坐标方向，对于顶点P1,P2,…,Pn中的任意一个顶点Pa(xa,ya)，其中，a＝1,2,…,n，均采用以下方法识别平面多边形每个顶点的凹凸属性：
步骤2.1，在数据库中，定位到顶点Pa的前一个顶点Pb(xb,yb)和后一个顶点Pc(xc,yc)；
步骤2.2，判断顶点Pa和顶点Pb的纵坐标是否相同，如果相同，则执行步骤2.3；如果不相同，则以顶点Pa为原点，计算atan2(yb,xb)的值；然后执行步骤2.4；
步骤2.3，判断顶点Pb的横坐标是否小于顶点Pa的横坐标，即：判断顶点Pb是否位于顶点Pa的正左侧，如果是，则以顶点Pa为原点，直接令atan2(yb,xb)＝180度；如果否，表明顶点Pb位于顶点Pa的正右侧，则以顶点Pa为原点，计算atan2(yb,xb)的值；然后执行步骤2.4；
步骤2.4，判断顶点Pa和顶点Pc的纵坐标是否相同，如果相同，则执行步骤2.5；如果不相同，则以顶点Pa为原点，计算atan2(yc,xc)的值；然后执行步骤2.6；
步骤2.5，判断顶点Pb的横坐标是否小于顶点Pc的横坐标，即：判断顶点Pc是否位于顶点Pa的正左侧，如果是，则以顶点Pa为原点，直接令atan2(yc,xc)＝180度；如果否，表明顶点Pc位于顶点Pa的正右侧，则以顶点Pa为原点，计算atan2(yc,xc)的值；然后执行步骤2.6；
步骤2.6,计算矢量PaPb到矢量PaPc在逆时针方向的夹角E3为：(180/π)(atan2(yc,xc)-atan2(yb,xb))；
步骤2.7,当步骤1识别到的多边形坐标方向为顺时针时，判断夹角E3是否大于180度；如果是，顶点Pa为凹点；否则，表明顶点Pa为凸点；然后在数据库中记录顶点Pa的凸凹属性；
当步骤1识别到的多边形坐标方向为逆时针时，判断夹角E3是否大于180度；如果是，顶点Pa为凸点；否则，表明顶点Pa为凹点；然后在数据库中记录顶点Pa的凸凹属性。


2.一种确定平面多边形凹凸点的系统，其特征在于，包括：
坐标方向识别模块，用于识别GPX数据处理成面数据时围...

【专利技术属性】
技术研发人员：常国荣，金额尔德木吐，金胡格吉乐吐，来全，索昱，
申请(专利权)人：内蒙古师范大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15