基于S101标准的电子海图面要素标识方法及装置

基于s101标准的电子海图面要素标识方法及装置
技术领域
1.本发明涉及海图制图技术领域，尤其涉及一种基于s101标准的 电子海图面要素标识方法及装置。


背景技术：

2.电子海图显示与信息系统是现代化船桥系统中强制要求安装的 重要导航设备，可以为智能避碰系统提供丰富和精确的环境信息，理 想的智能航行环境模型应与电子海图中的数据结构相适应。
3.电子海图中存在多种多样的面图形，而面图形通过绘制电子海图 面要素来实现，在绘制面要素的过程中，需要通过标识符来对目标面 图形的位置以及属性进行标识。s101标准定义了标识符在面要素上 的显示方式，在基于s101标准绘制电子海图的过程中，由于在电子 海图中存在着各种各样形状的面要素，而且很多时候可以人为地将目 标面图形划定为若干个区域并分别进行标识，因此，在标识的过程中， 容易出现同一个目标面图形，需要多个位置进行标识，然而，目前标 准中没有明确的方法获取这些位置，因此，使得标识符在目标面图形 上的分布不够均匀，甚至有些位置出现标识符缺失或者重叠的现象， 从而导致电子海图的使用出现不便。


技术实现要素：

4.本发明提供一种基于s101标准的电子海图面要素标识方法及装 置，用以解决现有技术中电子海图的面图形中标识符重叠的缺陷，实 现电子海图的使用便捷。
5.本发明提供一种基于s101标准的电子海图面要素标识方法，包 括：
6.获取待标识的目标面图形；
7.确定所述目标面图形是否为环形，在所述目标面图形为非环形的 情况下，进一步确定所述目标面图形是凸多边形还是凹多边形；
8.在所述目标面图形为凸多边形的情况下，确定所述凸多边形的中 心位置，以所述中心位置作为所述目标面图形的标识符的标识坐标。
9.根据本发明提供的一种基于s101标准的电子海图面要素标识方 法，在所述目标面图形为环形的情况下，将所述目标面图形分割为至 少两个非三角形多边形，并进一步确定所述非三角形多边形是凸多边 形还是凹多边形。
10.根据本发明提供的一种基于s101标准的电子海图面要素标识方 法，在所述目标面图形为凹多边形的情况下，将所述凹多边形分割为 多个凸多边形；
11.分别确定所述多个凸多边形的中心位置，分别得到多个凸多边形 对应的多个中心位置；
12.以所述多个中心位置分别作为所述目标面图形的标识符的标识 坐标。
13.根据本发明提供的一种基于s101标准的电子海图面要素标识方 法，所述将所述凹多边形分割为多个凸多边形包括：
14.获取所述目标面图形的顶点；
15.根据所述目标面图形的顶点的存储顺序，以相邻的两个顶点构造 边向量；
16.根据所述边向量确定相邻的两个边向量的叉积值；
17.在相邻的两个所述边向量的叉积值与其他相邻的两个所述边向 量的叉积值的符号相反的情况下，将所述相邻的两个边向量作为凹多 边形的两个凹边；
18.以所述相邻的两个边向量中任一一个边向量所在的边的一个端 点为基础，延长该端点至与所述凹多边形的另一个边相交，得到一个 交点；
19.根据所述交点将所述凹多边切割为两个多边形，并进一步对切割 后的所述两个多边形进行切割，直到被切割后的多边形为凸多边形。
20.根据本发明提供的一种基于s101标准的电子海图面要素标识方 法，在所述多个中心位置之间的距离小于某一预设值的情况下，保留 其中一个中心位置作为目标面图形的标识符的标识坐标。
21.根据本发明提供的一种基于s101标准的电子海图面要素标识方 法，所述在所述目标面图形为环形的情况下，将所述目标面图形分割 为至少两个非三角形多边形包括：
22.获取目标面图形的外环s1和内环s2；其中，外环s1的顶点包 括:{p1,p2，p3，p4，p5，p6}，内环s2的顶点包括:{q1，q2，q3， q4}，外环s1的顶点按照顺时针方向存储，内环s2的顶点按照逆时 针方向存储；
23.随机选取内环s2上一点qi，选取外环s1上距离所述qi最近点 pj，在内环s2上再随机选取一点qii，并使用同样方法选取点pjj；
24.从所述点qi出发，沿所述内环s2的边界按照逆时针方向进行遍 历，直到寻找到所述点qii，从所述点qii跳到所述点pjj然后沿所述 外环s1的边界按照顺时针方向进行遍历，直到寻找到所述点pj，点 pj跳到点qi，以此形成第一闭合区域；同理以所述点qii为起点，沿 所述内环s2的边界按照逆时针方向查找，直到寻找到点qi，从所述 点qi跳到所述点pj然后沿所述外环s1的边界按照顺时针方向寻找， 直到寻找到点pjj，所述点pjj跳到点qii，以此形成第二闭合区域；
25.分别确定所述第一闭合区域和所述第二闭合区域是否为环形，在 所述第一闭合区域和或所述第二闭合区域为环形的情况下，继续在所 述第一闭合区域和或所述第二闭合区域内随机选取点并按照预定方 向遍历，直到最终形成的闭合区域为非环形多边形。
26.本发明还提供一种基于s101标准的电子海图面要素标识装置， 包括：获取单元，用于获取待标识的目标面图形；
27.确定单元，用于确定所述目标面图形是否为环形，在所述目标面 图形为非环形的情况下，进一步确定所述目标面图形是凸多边形还是 凹多边形；
28.所述确定单元，还用于在所述目标面图形为凸多边形的情况下， 确定所述凸多边形的中心位置，以所述中心位置作为目标面图形的标 识符的标识坐标。
29.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储 器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时 实现如上述任一种所述基于s101标准的电子海图面要素标识方法。
30.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算 机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于 s101标准的电子海图面要素标识方
法。
31.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算 机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于s101标准的电子 海图面要素标识方法。
32.本发明提供的基于s101标准的电子海图面要素标识方法及装置， 通过在所述目标面图形为凸多边形的情况下，将所述凸多边形的中心 位置作为目标面图形的标识符的标识坐标，从而使得标识符可以更加 均匀的分布在面图形上，使得电子海图的使用更加便捷。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见 地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术 人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得 其他的附图。
34.图1为本发明提供的基于s101标准的电子海图面要素标识方法 流程图之一；
35.图2为在目标面图形为凹多边形的情况下其顶点的分布图；
36.图3为某环形面s结构示意图；
37.图4为将环形面s分割后的结构示意图；
38.图5为本发明提供的基于s101标准的电子海图面要素标识方法 流程图之二；
39.图6为本发明基于s101标准的电子海图面要素标识装置结构示 意图；图7是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发 明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.图1为本发明提供的基于s101标准的电子海图面要素标识方法 流程图之一，如图1所示，该方法包括：
42.步骤101：获取待标识的目标面图形。
43.具体地，对于电子海图面要素的相关symbol绘制，s101标准设 置了属性areasymbolplacement(9-12.3.1.6)，这个属性定义了标识在 面要素上的显示方式，且该属性可以设置为两个值：visibleparts和 geographic。当areasymbolplacement被设置为visibleparts时表示特 征标识应该在每个表面的可见部分的代表性位置。因此在绘制电子海 图的过程中，就需要考虑将这个标准融合进去进行绘制。
44.然而，由于电子海图中存在多种多样的面图形，例如岛屿周围的 水域，是一个环形图的形状，假设待标识的目标面图形为该岛屿周围 的水域，由于标识的时候不能将标识符标识在该岛屿上，因此，首先 需要判断待标识的目标面图形是否为环形，如果是环形，需要对该环 形做进一步的处理才能进行标识，以避免将标识符标识在岛屿上。而 如果不是环形，则需要进一步判断是否为凹多边形，因为如果是凹多 边形，标识符有可能标识在该
凹多边形的凹陷处，从而导致标识符标 空，同样没有标识到目标面图形上。
45.步骤102：确定所述目标面图形是否为环形，在所述目标面图形 为非环形的情况下，进一步确定所述目标面图形是凸多边形还是凹多 边形。
46.下面对如何确定定所述目标面图形是凸多边形还是凹多边形的 实现过程进行详细的说明：
47.首先，获取所述目标面图形的顶点；其次，根据所述目标面图形 的顶点的存储顺序，以相邻的两个顶点构造边向量，并根据所述边向 量确定相邻的两个边向量的叉积值；在相邻的两个边向量的叉积值与 其他相邻的两个边向量的叉积值的符号相反的情况下，则代表该多边 形有凹边。
48.具体地，图2为在目标面图形为凹多边形的情况下其顶点的分布 图，如图2所示，该凹多边形的顶点的集合s＝{p0,p1,p2,p3,p4}， 相邻两个顶点p0、p1构成边向量u，相邻两个顶点p1、p2构成边向 量v，相邻两个顶点p2、p3构成边向量w，相邻两个顶点p3、p4构 成边向量a，相邻两个顶点p4、p5构成边向量b。
49.则该凹多边形的边向量叉积情况如下：
[0050][0051][0052][0053][0054]
的结果是大于0的，其余都是小于0。顶点p0、p1和 顶点p1、p2的边向量叉积结果是这里唯一异号的。假设组成该凹多 边形的点是按照顺时针排列的，那么如果边向量叉积中出现大于0的 情况，则可以判断这两条边是凹进去的位置。即p0p1边是开始凹进 去的位置，记录这条边的位置，接着对这条边进行下一步的处理。如 果组成凹多边形的点是按照逆时针排列的，在按顺序计算的边向量的 结果中，应该是以小于0的叉积结果作为判断依据。
[0055]
步骤103：在所述目标面图形为凸多边形的情况下，确定所述凸 多边形的中心位置，以所述中心位置作为目标面图形的标识符的标识 坐标。
[0056]
本发明提供的基于s101标准的电子海图面要素标识方法，通过 在所述目标面图形为凸多边形的情况下，将所述凸多边形的中心位置 作为目标面图形的标识符的标识坐标，从而使得标识符可以更加均匀 的分布在面图形上，使得电子海图的使用更加便捷。
[0057]
进一步地，在所述目标面图形是环形的情况下，将所述目标面图 形分割为至少两个非三角形多边形；并进一步确定所述非三角形多边 形是凸多边形还是凹多边形。
[0058]
具体地，为了避免面图形上的标识符标空，在目标面图形是环形 的情况下，首先需要将目标面图形分割为至少两个非三角形多边形， 并以该至少两个非三角形多边形作为标识符标识的对象，如此，就可 以避免标识符标空的现象，从而提高了电子海图标识的精确度。
[0059]
下面对如何将目标面图形分割为至少两个非三角形多边形的实 现过程进行详细说明：
[0060]
图3为某环形面s结构示意图，该环形面s由外环s1和内环s2 组成，其中外环为s1
＝{(x11,y11),(x12,y12)
…
(x1m,y1m),2《m《∞}， 内环s2＝{(x21,y21),(x22,y22)
…
(x2n,y2n),2《n《∞}，根据海图面边 界点的存储规则，s1是按照顺时针方向存储，s2是按照逆时针方向 存储(电子海图s-100标准《s-100_ed 4.0.0_clean_17122018》中7-4.3.2 对此做出了规定)。所述外环的顶点包括{p1,p2，p3，p4，p5，p6}， 顺序为顺时针存储；内环s2的顶点包括{q1，q2，q3，q4}，顺序 为逆时针顺序。
[0061]
将该环形面s分别的过程为：
[0062]
(1)随机选取内环s2上一点qi，选取外环s1上距离所述点 qi最近点pj，有distance(qi，pj)＝min(q,p)；在内环s2上再随机选 取一点qii，使用同样方法选取点pjj，有distance(qii，pjj)＝min(qii,pjj)；
[0063]
(2)从点qi出发，沿内环s2的边界按照存储顺序(逆时针方 向)查找，直到点qii，从点qii跳到点pjj然后沿外环s1的边界按 照存储顺序(顺时针方向)寻找，直到点pj，点pj跳到点qi，则形 成一个点数据集path1；同理以点qii为起点，沿内环s2的边界按照 存储顺序(逆时针方向)查找，直到点qi，从点qi跳到点pj然后沿 外环s1的边界按照存储顺序(顺时针方向)寻找，直到点pjj，点 pjj跳到点qii，则形成另一个点数据集path2。path1和path2则分别 为两个闭合序列，即两个多边形。这两个多边形拥有共同的顶点qi， qii，pj，pjj。
[0064]
(3)针对path1和path2进行处理。如果path1和path2依然是 环形，则按照步骤(1)(2)继续处理，直至形成非环形多边形。
[0065]
图4为将环形面s分割后的结构示意图，如图4所示，其分割过 程为：
[0066]
在内环s2上随机选取两点分别为q1、q2，从外环s1上找到距 离点q1、q2最近的两点p1、p5；由点q1点出发，按照存储顺序进 行遍历，到点q2点，点q2点跳转到点p5，点p5按照存储顺序继 续经过点p6点到达点p1点，点p1点跳转到点q1，这样组成了闭合 区域path1{q1，q2,p5,p6,p1}；由点q2点出发，按照存储顺序遍 历经过点q3、点q4到达点q1，从点q1跳转到点p1点，按照存储 顺序遍历，经过点p2、p3、p4点，到点p5，点p5跳转到点q2，组 成闭合区域path2{q2，q3,q4，q1，p1，p2,p3,p4，p5}，这样原有 的环形区域就自然的划分成了path1，path2两个多边形无内环的区 域。
[0067]
本发明提供的基于s101标准的电子海图面要素标识方法，通过 将环形的目标面图形是分割为至少两个非三角形多边形，并以该至少 两个非三角形多边形作为标识符标识的对象，如此，就可以避免标识 符标空的现象，从而提高了电子海图标识的精确度。
[0068]
进一步地，在所述目标面图形为凹多边形的情况下，将所述凹多 边形分割为多个凸多边形；分别确定所述多个凸多边形的中心位置， 得到多个凸多边形分别对应的多个中心位置；以所述多个中心位置分 别作为所述目标面图形的标识符的标识坐标。
[0069]
具体地，本发明将凹多边形的目标面图形分割为多个凸多边形， 并分别以多个凸多边形的中心位置作为所述目标面图形的标识符的 标识坐标，如此一个目标面图形被分割为多少个凸多边形，就会有多 少个标识符，而且这些标识符分别对应一个被分割的凸多边形，因此， 标识符的分布会更加均匀，避免了标识符堆积在某一个区域的现象。
[0070]
本发明提供的基于s101标准的电子海图面要素标识方法，通过 将凹多边形的目标面图形分割为多个凸多边形，并分别以多个凸多边 形的中心位置作为所述目标面图形的标识符的标识坐标，使得电子海 图上的面图形的标识符分布更加均匀，从而提高了电子
海图的精确度 和使用便捷性。
[0071]
进一步地，在所述多个中心位置之间的距离小于某一预设值的情 况下，保留其中一个中心位置作为目标面图形的标识符的标识坐标。
[0072]
具体地，由于当被分割的多个凸多边形面积较小，那么其对应的 中心位置可能就会很近。由于标识符是用于标示面图形的属性的，而 中心位置作为标识符所在的坐标位置，那么当两个中心位置的距离小 于某一预设值的时候，标识的属性的内容就会在面图形上重叠，从而 影响电子海图的使用。
[0073]
本发明提供的基于s101标准的电子海图面要素标识方法，通过 在所述多个中心位置之间的距离小于某一预设值的情况下，删除其他 多余的中心位置坐标点，仅保留其中一个中心位置作为目标面图形的 标识符的标识坐标，避免了最终绘制的电子海图标识符重叠的现象， 提高了电子海图的使用便捷性。
[0074]
进一步地，所述将所述凹多边形分割为多个凸多边形包括：
[0075]
首先，确定凹多边形的凹边位置，然后以其中一个凹边的端点作 为起始点，延长该端点至跟多边形的另一条边相交为止，得到一个交 点；根据所述交点将所述凹多边切割为两个多边形，并进一步对所述 两个多边形进行切割，直到被切割后的多边形为凸多边形。
[0076]
具体地，如图2所示，下面对如何将凹多边形分割为多个凸多边 形的实现过程进行说明：
[0077]
将p0p1边延长，延长至跟多边形的一条边相交为止，从图中可 以看到，p0p1延长线相交于p2p3上的一点a。这条延长线就是凹多 边形的切割线，它把该凹多边形切割成{p1,p2,a}和{p0,a,p3,p4} 两个多边形。
[0078]
接着判断切割后的两个多边形是否仍存在凹多边形，发现并没有， 则该凹多边形切割完成,否则按照上述步骤继续进行切割，直至无凹 边形存在。
[0079]
最后计算每个多边形的中点，即使用横坐标和纵坐标的平均值作 为标识符的坐标位置。
[0080]
图5为本发明提供的基于s101标准的电子海图面要素标识方法 流程图之二，如图5所示，该方法包括：
[0081]
步骤1：首先判断目标面图形是否为环形，在所述目标面图形为 环形的情况下，进入步骤2；在所述目标面图形为非环形的情况下， 进入步骤3；
[0082]
步骤2：对环形的所述目标面图形进行分割，形成至少两个非三 角形多边形，并进入步骤3；
[0083]
步骤3：判断非环形的所述目标面图形是否为凹多边形，在所述 非环形的目标面图形为凸多边形的情况下，进入步骤5；在所述非环 形的目标面图形为凹多边形的情况下，进入步骤6；
[0084]
步骤5：确定凸多边形的中心位置；
[0085]
步骤6：将所述凹多边形的目标面图形分割成多个凸多边形；
[0086]
步骤7：计算各凸多边形的中心点；
[0087]
步骤8：将多个中心点集合作为排布坐标的集合。
[0088]
下面对本发明提供的基于s101标准的电子海图面要素标识装置 进行描述，下文
描述的基于s101标准的电子海图面要素标识装置与 上文描述的基于s101标准的电子海图面要素标识方法可相互对应参 照。
[0089]
图6为本发明基于s101标准的电子海图面要素标识装置结构示 意图，如图6所示，该装置包括：
[0090]
获取单元601，用于获取待标识的目标面图形；
[0091]
确定单元602，用于确定所述目标面图形是否为环形，在所述目 标面图形不是环形的情况下，进一步确定所述目标面图形是凸多边形 还是凹多边形；
[0092]
所述确定单元502，还用于在所述目标面图形为凸多边形的情况 下，确定所述凸多边形的中心位置，以所述中心位置作为目标面图形 的标识符的标识坐标。
[0093]
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电 子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(communicationsinterface)720、存储器(memory)630和通信总线740， 其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完 成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以 执行基于s101标准的电子海图面要素标识方法，该方法包括：
[0094]
获取待标识的目标面图形；
[0095]
确定所述目标面图形是否为环形，在所述目标面图形不是环形的 情况下，进一步确定所述目标面图形是凸多边形还是凹多边形；
[0096]
在所述目标面图形为凸多边形的情况下，确定所述凸多边形的中 心位置，以所述中心位置作为目标面图形的标识符的标识坐标。
[0097]
此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的 形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可 读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说 对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品 的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若 干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者 网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而 前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom， read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0098]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序 产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介 质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法 所提供的基于s101标准的电子海图面要素标识方法。
[0099]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上 存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各 方法提供的基于s101标准的电子海图面要素标识方法。
[0100]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部 件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的 部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也 可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或 者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付 出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0101]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解 到各实施方式
可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然 也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现 有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软 件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光 盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机， 服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所 述的方法。
[0102]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而 非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领 域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技 术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修 改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方 案的精神和范围。