基于Coreldraw vba的GIS空間線數(shù)據(jù)自動(dòng)光滑綜合研究

李正祥

摘 要：地圖制圖出版對地圖版面效果有著很高的要求，其符號、曲線、注記的配置與美觀程度直接影響讀圖者的心里感受。Coreldraw軟件因其強(qiáng)大的文字、曲線和效果編輯功能，深受地圖制圖者的喜愛。文章基于vba 二次開發(fā)，研究了GIS地理空間線數(shù)據(jù)在Coreldraw制圖中的轉(zhuǎn)化、光滑和自動(dòng)綜合等方法，極大減小了地理空間線數(shù)據(jù)在Coreldraw制圖中的工作量，提高了制圖質(zhì)量、增強(qiáng)了圖面效果。

關(guān)鍵詞：Coreldraw vba制圖；GIS空間線轉(zhuǎn)化；自動(dòng)光滑；線綜合處理

中圖分類號：P283.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）34-0016-02

1 GIS地理空間線數(shù)據(jù)與Coreldraw制圖曲線比較與轉(zhuǎn)化思路

1.1 GIS空間線數(shù)據(jù)圖形特點(diǎn)

GIS地理空間數(shù)據(jù)庫本質(zhì)特征是基于圖形的屬性數(shù)據(jù)存儲與查詢，其空間線圖形是以節(jié)點(diǎn)位置為單元的存儲方式，按節(jié)點(diǎn)順序以折線方式表達(dá)來符合地理空間線、面特征。其節(jié)點(diǎn)為直線型節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)無調(diào)節(jié)作用，僅限定直線段通過。空間特征表現(xiàn)越精確，圖形節(jié)點(diǎn)數(shù)量越多，折線段量則越大。最大構(gòu)成單個(gè)圖元節(jié)點(diǎn)數(shù)量可高達(dá)十萬個(gè)，文件大小至千兆字節(jié)。

1.2 Coreldraw制圖曲線數(shù)據(jù)特點(diǎn)

Coreldraw制圖線數(shù)據(jù)是一種非屬性的圖元結(jié)構(gòu)。受地圖圖面表達(dá)美觀、簡潔的視覺要求限制，圖形一般以節(jié)點(diǎn)控制的光滑曲線來表達(dá)，特別是中小比例尺地圖制圖，還必須對線、面等部分細(xì)微特征進(jìn)行制圖綜合，保留優(yōu)化后的宏觀特征。其節(jié)點(diǎn)類型可分為尖突節(jié)點(diǎn)、平滑節(jié)點(diǎn)和對稱節(jié)點(diǎn)3類， 受制圖軟件限制，Coreldraw文件大小一般為幾百兆字節(jié)以內(nèi)。

1.3 折線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為制圖曲線思路

由折線與曲線的特點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)性質(zhì)可知，折線轉(zhuǎn)化為曲線，同時(shí)對節(jié)點(diǎn)類型轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)曲線光滑處理。綜合拉直按成圖比例尺大小，根據(jù)地理空間線要素空間分布特點(diǎn)，刪除不必要的細(xì)微特征控制節(jié)點(diǎn)，保留宏觀特征節(jié)點(diǎn)，就可實(shí)行地圖制圖的曲線要素自動(dòng)綜合。

2 vba程序設(shè)計(jì)

GIS地理空間線數(shù)據(jù)在生產(chǎn)過程中，需按實(shí)際線狀要素特點(diǎn)，使用折線近似平滑描繪真實(shí)空間走向，因此在Coreldraw軟件中則要將折線轉(zhuǎn)化為最廣泛使用的貝賽爾光滑曲線，并對曲線中冗余節(jié)點(diǎn)進(jìn)行刪減，控制曲線特征節(jié)點(diǎn)手柄方向和曲率來表現(xiàn)真實(shí)地物的基本特征。

2.1 曲線轉(zhuǎn)化及節(jié)點(diǎn)減少

經(jīng)過空間處理的GIS線數(shù)據(jù)導(dǎo)入Coreldraw制圖軟件時(shí)為直線節(jié)點(diǎn)控制的折線段，必須進(jìn)行曲線轉(zhuǎn)化和節(jié)點(diǎn)處理，減少數(shù)據(jù)量（龐大的數(shù)據(jù)量對計(jì)算機(jī)性能要求很高，容易造成Coreldraw軟件卡死），方便于地圖制圖。為便于制圖者對每個(gè)線要素的關(guān)注和操作，保守的做法是采用先選取再處理的程式。具體實(shí)現(xiàn)主要代碼如下：

For Each seg In ActiveShape.Curve.Segments

‘枚舉選中的每一條線要素

If seg.Type = cdrLineSegment Then sgr.Add seg‘將每條直線并入組集合

Next seg

sgr.SetType cdrCurveSegment

‘直線組集合轉(zhuǎn)化為曲線

sgr.NodeRange.SetType cdrSmoothNode

‘設(shè)置組集合節(jié)點(diǎn)為光滑節(jié)點(diǎn)

………

‘設(shè)置光滑節(jié)點(diǎn)系數(shù)K，以達(dá)到折線數(shù)據(jù)擬合為貝賽爾曲線，代碼如下：

For Each s In ActiveSelectionRange.Shapes

‘枚舉所選圖形

If s.Type = cdrCurveShape Then

s.Curve.Nodes.All.Smoothen K

‘按光滑系數(shù)K進(jìn)行貝賽爾擬合

End If

Next s

………

‘曲線節(jié)點(diǎn)數(shù)減少可設(shè)置減少系數(shù)M調(diào)節(jié)，主要代碼如下：

Dim M As Double

M = TextBox2.Value

If CheckBox3.Value = True Then

ActiveShape.Curve.Nodes.All.AutoReduce M

‘按M系數(shù)對曲線上所有節(jié)點(diǎn)自動(dòng)減少

End If

K值的不同，擬合的曲線有不同的效果，M不同，節(jié)點(diǎn)優(yōu)化量不一。

2.2 中小比例尺曲線綜合拉直

真實(shí)世界中地形地物千差萬別，作為表現(xiàn)其特征的地圖不可能有統(tǒng)一表示，地圖創(chuàng)作的差別各源泉也主要反映在制圖綜合方面。本程序綜合拉直功能算法從兩方面進(jìn)行考慮：一是根據(jù)依次遞歸控制曲線特征的3個(gè)節(jié)點(diǎn)Nodes（1）、Nodes（2）和Nodes（3），取Nodes（2）距Nodes（1）、Nodes（3）連線間距離與Nodes（1）和Nodes（3）間線段長度比值（與曲率相關(guān)）作為控制Nodes（2）特征是否保留的依據(jù)。二是順序判斷相鄰節(jié)點(diǎn)間弧線長度，小于預(yù)設(shè)值則舍棄節(jié)點(diǎn)，可對彎折較多的特征點(diǎn)進(jìn)行適度的綜合拉直處理，如圖所示。主要代碼如下：

n = sp（1）.Nodes.count‘曲線上節(jié)點(diǎn)數(shù)

For i= 2 To n - 1

‘獲得3個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)

ax = sp（1）.Nodes（i - 1）.PositionX

ay = sp（1）.Nodes（i - 1）.PositionY

bx = sp（1）.Nodes（i）.PositionXendprint

by = sp（1）.Nodes（i）.PositionY

cx = sp（1）.Nodes（i + 1）.PositionX

cy = sp（1）.Nodes（i + 1）.PositionY4

‘獲得相間兩節(jié)點(diǎn)弧線長度

nr = sp（1）.Nodes（i - 1）.GetDistanceFrom（sp（1）.Nodes（i + 1））

‘面積法計(jì)算中間點(diǎn)與相間隔節(jié)點(diǎn)間直線距離dis

A = Math.Sqr（（cx - ax） * （cx - ax） + （cy - ay） * （cy - ay））

B = Math.Sqr（（bx - ax） * （bx - ax） + （by - ay） * （by - ay））

C = Math.Sqr（（cx - bx） * （cx - bx） + （cy - by） * （cy - by））

p = （A + B + C） / 2D = Math.Sqr（p * （p - A） * （p - B） * （p - C））

dis = 2 * D / A

‘相間節(jié)點(diǎn)間距離小于0.2，則舍棄中間I 節(jié)點(diǎn)

If nr < 0.2 Then

sp（1）.Nodes（i）.Delete

‘點(diǎn)與線段間距離dis與線段長度比值小于M則舍棄節(jié)點(diǎn)i

Else： If dis / A < M Then sp（1）.Nodes（i）.Delete

End If

Next i

3 結(jié)束語

在實(shí)際數(shù)據(jù)庫線數(shù)據(jù)制圖自動(dòng)光滑綜合過程中發(fā)現(xiàn)，本二次開發(fā)對于折線轉(zhuǎn)曲線并減少節(jié)點(diǎn)光滑綜合效果和特征點(diǎn)保留很好，可很好地應(yīng)用于相近比例尺的制圖和縮編。然而，對于比例尺跨度較大，如1：10000縮編至1：100000以下時(shí)，綜合拉直在一些特殊地方，如連續(xù)轉(zhuǎn)角過多地方還需進(jìn)行人工編輯和調(diào)整。

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