海量多边形矢量并行平滑实现

Posted 2021-03-24 wzp-749195

        最近工作需要对提取的矢量图斑进行平滑（shp格式），所以就对这里进行了一点小小的研究，主要是对Chaikin-curve算法进行改进，其实还有很多优秀的算法可以拿来用，迫于时间，就没有继续深入，

这篇博客，权当是抛砖引玉，希望真正搞平滑算法的”同志们“，能够展示出自己真正的优秀算法。我们知道，当多边形数量为几百个，几千个，可能cpu串行和并行计算效率差距不大，但是当数量突破万个，几十万个，几百万个呢？

串行明显就不行了，所以我这里探索了并行矢量平滑算法。。。我在后面开源了代码，如果各位对代码有疑问或者需要理解的，qq：1044625113,备注：矢量并行处理

       我计算了12万个多边形， 计算效率对比，如下表所示：

计算模式	计算时间(秒)
串行	70
并行(四核)	20

       节省了整整三倍啊，兄弟们，这个很爽啊！

 

 

图 原始矢量图斑

图 平滑后矢量图斑

    下面贴上矢量平滑的主函数代码：

% chaikin-curve ????????????????
% written by Mr zhipan Wang,Email:[e-mail],BeiJing,2019-10-21
% refer:https://www.cnblogs.com/hongru/archive/2011/10/27/2226946.html

clear
tic

%% read shape file
ShpFileName = ‘????????????.shp‘;
[shp,attribute] = shaperead(ShpFileName);

Scale = 3;                                        % ??????????????????
Iter = 6;                                         % ????????????????

% figure,mapshow(shp),title(‘original shapefile!‘)


%% curve smooth
numPolygon = length(shp);

STR = ‘struct(‘‘Geometry‘‘,values ,‘‘X‘‘, values,‘‘Y‘‘, values,‘‘ID‘‘,values)‘;
values = cell(numPolygon, 1);                     % ????????帳??????,??????????????????????????????????,????????????????dbf??????,??????????????????????
newSHP = eval(STR);

parfor i = 1:numPolygon                           % ??????????????
    
    Latitude_arrary = shp(i).Y;
    Longitude_array = shp(i).X;
    
    [Smooth_Lati, Smooth_Longi] = ChaikinCurve_Smooth(Latitude_arrary, Longitude_array, Scale, Iter);
    
    newSHP(i).X = Smooth_Longi;
    newSHP(i).Y = Smooth_Lati;
    newSHP(i).ID = i-1;
    newSHP(i).Geometry = ‘Polygon‘;
    
    
    fprintf([‘??????????‘,num2str(numPolygon),‘??????????????, ‘,‘????‘, num2str(i), ‘??????????????????????????...
‘]);
    
end
clear shp

% figure,mapshow(newSHP),title(‘smooth shpfile!‘)     % ????????????ν??????????????????????,????????????????????????????????


%% export shape file
shapewrite(newSHP,‘smoothSHP.shp‘);


toc

　　贴上实现的函数代码：

      

function [Smooth_Lati, Smooth_Longi] = ChaikinCurve_Smooth(Latitude_arrary, Longitude_array, Scale, Iter)
% CK 曲线平滑算法的核心实现, Email:[e-mail],BeiJing,2019-10-21！
% Latitude_arrary: 纬度数组
% Longitude_array: 经度数组
% Scale: 尺度参数, 正整数
% Iter: 迭代次数,一般四次即可!

if length(Latitude_arrary) ~= length(Longitude_array)
    
    fprintf(‘数组大小不一致...
‘);
    return;
    
end

if Scale < 1
    
    fprintf(‘尺度参数应该大于1...
‘);
    return;
    
end


% 迭代实现
for i = 1:Iter
    
    [Latitude_arrary, Longitude_array] = addPoint(Latitude_arrary, Longitude_array, Scale);
    
end

Smooth_Lati = Latitude_arrary;
Smooth_Longi = Longitude_array;

end

　　总的来说，只需要设置迭代次数就可以了，平滑度参数默认3即可，迭代次数设置成3-6次基本上够用了，先写到这里吧