[发明专利]一种平滑海岸线的绘制方法

摘要

本发明提供了一种平滑海岸线的绘制方法，包括以下步骤：首先收集海岸点；预处理海岸点：将收集的海岸点集P进行归集得到海岸点集Q；对上述处理得到的海岸点集Q进行分段圆弧拟合；将上述得到的分段圆弧海岸段利用样条曲线进行平滑连接；将得到的海岸线进行计算机绘制和制图输出。本发明面向海岸地理空间分析，针对海岸线的存储、绘制、计算，实现海岸线的连续平滑表达，并采用分段圆弧进行拟合能有效处理多值函数问题，避免了现有方法坐标系必须旋转的弊端；本发明绘制的海岸线能够实现平滑海岸线的快速便捷存储、快速显示绘制，方便测量海岸线的长度，曲率，距离，从而基于海岸线实现海洋或陆地中最近海岸点和离岸距离的快速测量。

主权项

1.一种平滑海岸线的绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)首先收集海岸点；(2)预处理海岸点：将收集的海岸点集P进行归集得到海岸点集Q；具体归集方法为：根据D值，按顺序遍历海岸线点集P；根据海岸空间数据分析的需要，确定海岸线的拟合精度，即实际距离中允许的最大偏离值D，其中D的单位是千米，其在不同地区经纬度坐标系中每1单位的经度或纬度表示的实际距离不同：①初始时，遍历索引i＝1，当前点pn为空，权值W＝0；点集Q为空，数量为N＝0；②对每一个遍历点P(i)，当前点pn＝P(i)，W＝1；③如果P(i+1)与P距离小于D*0.75，则pn＝(pn*W+P(i+1))/(W+1)，W＝W+1，i＝i+1；④循环进行③步骤直至遍历结束或P(i+1)与P(i)距离大于D*0.75，当遍历结束或P(i+1)与P(i)距离大于D*0.75时，处理集数量N＝N+1，Q(N)＝pn；⑤i＝i+1，转至②直至遍历结束；⑥预处理完毕，Q即为预处理后的海岸点集；(3)对步骤(2)处理得到的海岸点集Q进行分段圆弧拟合：在分段圆弧拟合过程中进行最佳圆弧计算和顺接圆弧计算，圆弧集包含圆弧数和圆弧列表，圆弧列表中的每个圆弧包含圆心、半径、初始角、跨越角、覆盖的海岸点；分段圆弧拟合的整个流程如下：①置最佳圆弧ArcBest为空，覆盖点集Parc为空，拟合圆弧集ArcDest为空，海岸点计数Index＝1，点集R为空，②在Q中的第Index个海岸点起连续取3个点顺序放入R中；③计算R中所有点的最佳拟合圆弧Arc及其对应的最大偏差B，如果B≤D，转入④，如果B＞D，转入⑤；④ArcBest＝Arc，Parc＝R，如果Q中有剩余海岸点，从Q中继续顺序取海岸点放入R中，并转至③，如果Q中无剩余海岸点，则结束；⑤如果ArcBest为空并且Q中从第Index海岸点之后剩余海岸点数≥3，且不包括该第Index海岸点，Index值加1，转至②；如果ArcBest不为空，置ArcBest的覆盖点集为Parc,ArcBest添加至拟合圆弧集ArcDest，记Parc中的点数为N，Index值增加N‑1，清空Parc、ArcBest和R，转至⑥；若ArcBest为空且Q中从不含第Index海岸点之后剩余海岸点数＜3，且不包括该第Index海岸点，则结束；⑥在Q中的第Index个海岸点起取3个点顺序放入R中；⑦从圆弧集ArcDest中取最新一个圆弧ArcLast，根据ArcLast和R进行顺接圆弧计算得到最佳顺接圆弧ArcNext及其对应的最大偏差B，如果B≤D，转入⑧，如果B＞D，转入⑨；⑧ArcBest＝ArcNext，Parc＝R，如果Q中有剩余海岸点，从Q中继续顺序取海岸点放入R中，并转至⑦，如果Q中无剩余海岸点，则结束；⑨如果ArcBest为空且Q中从第Index海岸点之后剩余海岸点数≥3，且不包括该第Index海岸点，Index值加1，转至②；如果ArcBest不为空，置ArcBest的覆盖点集为Parc，ArcBest添加至拟合圆弧集ArcDest，记Parc中的点数为N，Index值增加N‑1，清空Parc、ArcBest和R，转至⑥；⑩如果Q中从第Index海岸点之后剩余海岸点数≥3，且不包括该第Index海岸点，Index值加1，转至②；否则，结束；(4)将上述得到的分段圆弧海岸段利用样条曲线进行平滑连接；(5)将得到的海岸线进行计算机绘制和制图输出。