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1、计算机与现代化2010年第8期JISUANJIYUXIANDAIHUA总第180期文章编号:10062475(2010)08002203点密度专题图随机点生成算法研究张海文,时良平,郝仰梅(北京邮电大学自动化学院,北京100876)摘要:鉴于在地理信息系统中常使用点密度专题图对地图进行渲染,用随机点点数代表在地图上展现的数据,为此本文提出一个基于多边形栅格化,生成指定数目随机点的算法,可以制作出理想的点密度专题图。关键词:地理信息系统;点密度专题图;栅格;随机点中图分类号:TP391文献标识码:A
2、do:i10.3969/.jissn.10062475.2010.08.007StudyonAlgorithmforGeneratingRandomPointsinDotDensityMapZHANGHaiwen,SHILiangping,HAOYangmei(SchoolofAutomation,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876,China)Abstract:Inviewoftheconditionthatdotdensi
3、tymapisfrequentlyusedforrenderingamapinGISandthedatumrelatingtothemaparevividlyshowedbytheamountofrandompoints,thispaperproposesanalgorithmforgeneratingagivennumberofrandompointsbasedonpolygonrasterization.Withthealgorithm,aperfectdotdensitymapcanberendered.Key
4、words:GIS;dotdensitymap;grid;randompoint形内生成特定数目随机点的算法。0引言1基于多边形栅格化生成随机点的算法地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)是上世纪六十年代中期发展起来的,集计算机该算法主要包括4部分的内容,总体流程图如图科学、地理学、环境科学、空间科学、信息科学和管理1所示。科学为一体的学科。GIS以计算机为手段解决分布与定位有关的问题,与生活休戚相关,应用范围涉及商业行销、设备管理、医疗卫生、旅游、公交、电信、房地产、城
5、市规划及管理等领域。GIS利用专题图来图形化地显示地图基本信息某方面的特征。专题图根据在地图上显示的数据对地图进行渲染,表示现象的现状和分布规律及其联系,并且能够指出这些现象的动态变化及发展规律,有助于预测及预报。点密度图是专题图的一种,用点(数)来表现与数据值对应的边界或域对象。一个域对象中点的总个数代表了域对应的数据值。制作点密度专题图是地图制作的主要内容之一,点密度图用来表现的边界或域对象一般都是多边形。图1算法总流程图针对这个问题,本文提出基于多边形栅格化,在多边收稿日期:20100504作者简介:张海
6、文(1988),男,山西晋中人,北京邮电大学自动化学院硕士研究生,研究方向:地理信息系统;时良平(1939),男,教授,硕士生导师,研究方向:计算机控制及自动化,邮政技术;郝仰梅(1945),女,教授,硕士生导师,研究方向:机械设计及自动化。2010年第8期张海文等:点密度专题图随机点生成算法研究23(1)多边形的栅格化,生成在多边形内及和多边形相交的两组矩形;(2)循环遍历所有在多边形内的矩形,在每个矩形中,生成一定数目的随机点;(3)循环遍历每个和多边形相交的矩形,在矩形和多边形相交区域内生成一定数目的
7、随机点;(4)如果生成的随机点点数没有达到要求,则补充生成剩余的随机点。在(2)、(3)中随机点点数由公式(1)求得,其中N总是在多边形内要求生成的所有随机点的总点数,A总是多边形的面积,A交是矩形和多边形相交区域的面积,对于矩形在多边形内的情况,A交即矩形的面积。N/N总=A交/A总(1)1.1多边形栅格化多边形的栅格化是指将多边形用一组矩形近似代替的过程。具体步骤如下:(1)根据多边形的最大横向、纵向坐标值及最小横向、纵向坐标值得到多边形的矩形包络;(2)确定栅格化的粒度,即矩形包络分割后矩形栅格的数目,将矩形包
8、络分割成大小相同的若干矩形;(3)根据每个矩形栅格和多边形的几何关系,将栅格分为3组:在多边形外的、和多边形相交的、在多边形内的,舍去所有在多边形外的矩形。可以根据多边形和矩形包络的面积比值确定栅图2在与多边形相交的矩形栅格中生成随机点算法流程图格化的粒度。当比值越大时,粒度可以越小,最小为(1)循环遍历每个与多边形相交的矩形栅格,利1,即不
