CN111209356A - 一种基于qgis的跨平台矢量地图要素符号渲染方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法及装置，包括以下步骤：建立基本要素库，将每个基本要素映射为对应的语义描述并存储到所述基本要素库中；所述语义描述用于组建对应的基本要素及该基本要素对应的参数值；根据用户所输入的符号设计指令获取对应的基本要素的语义描述生成对应符号的符号描述并保存至符号库中，所述符号描述由基本要素的语义描述构成；获取需要绘制的符号的符号描述并根据符号描述以及地图参数信息进行符号渲染。该方法基于QGIS的符号渲染框架，利用QGIS强大的渲染逻辑和图层管理机制，将符号设计和渲染完全分开，通过符号描述的方式来设计符号，可以做到单独设计和编辑符号，独立性好、跨平台能力强。

Description

一种基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机地图制图领域，尤其涉及一种基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法及装置。

背景技术

地图符号是表达地图内容的基本手段，它不仅能表示事物的空间位置、形状、质量和数量特征、而且还可以表示各事物之间的相互联系及区域总体特征，它是地图的语言。

符号设计是地图制图成图至关重要的一步，符号设计***主要包括基本符号的定义、组合方式的定义、以及符号的渲染等关键技术的设计。

目前市面上的许多的符号设计***，均将符号分为点、线、面三类分开设计，其中点状符号由尺寸、颜色、形状等参数决定其样式；线状符号由宽带、虚线间隔等参数决定；面状符号由轮廓线和填充两部分组成。为了表示复杂的现实世界，地图符号也有千千万万种，符号设计***一般利用简单的点组合成为复杂的点、简单的线组合为复杂的线、简单的面组合为复杂的面，以满足各种地图符号的设计。但各***又存在局限性，各大符号设计***均采用的是“利用简单符号构成复杂符号”的原理，对简单符号的选择是各大符号设计***的最主要的区别。在ArcGIS中点状符号分为3D标记符号、3D简单标记符号、3D字符标记符号、简单标记符号、箭头标记符号、图片标记符号和字符标记符号七种类型；在QGIS中则是使用大量的基础矢量符号作为基本符号，基本符号类型多。线和面的分类也大相径庭，其次符号组合方式、渲染方法等也各不相同。

因此，利用一个***或平台设计的符号难以在其他平台使用，使用不同的平台制图，均需要重新设计制作符号。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法，其基于QGIS的符号渲染框架，利用QGIS强大的渲染逻辑和图层管理机制，将符号设计和渲染完全分开，通过符号描述的方式来设计符号，可以做到单独设计和编辑符号，独立性好、跨平台能力强。

本发明的目的之二在于提供一种电子设备，其基于QGIS的符号渲染框架，利用QGIS强大的渲染逻辑和图层管理机制，将符号设计和渲染完全分开，通过符号描述的方式来设计符号，可以做到单独设计和编辑符号，独立性好、跨平台能力强。

本发明的目的之三在于提供一种计算机可读存储介质，该存储介质中的计算机程序运行时可实现基于QGIS的符号渲染框架，利用QGIS强大的渲染逻辑和图层管理机制，将符号设计和渲染完全分开，通过符号描述的方式来设计符号，可以做到单独设计和编辑符号，独立性好、跨平台能力强。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法，包括以下步骤：

建立基本要素库，将每个基本要素映射为对应的语义描述并存储到所述基本要素库中；所述语义描述用于组建对应的基本要素及该基本要素对应的参数值；所述基本要素包括点、简单线、点划线、宽度渐变线、双线、简单面、填充点以及填充线；

根据用户所输入的符号设计指令获取对应的基本要素的语义描述生成对应符号的符号描述并保存至符号库中，所述符号描述由基本要素的语义描述构成；所述符号设计指令包括：基本要素选择指令、基本要素参数设置指令以及基本要素叠加指令；

获取需要绘制的符号的符号描述并根据符号描述以及地图参数信息进行符号渲染。

进一步地，所述根据用户所输入的符号设计指令获取对应的基本要素的语义描述生成对应符号的符号描述具体为：

根据所述基本要素选择指令和基本要素参数设置指令获取对应的基本要素的语义描述以生成当前层的子符号描述；根据基本要素叠加指令，将各个层的子符号描述进行叠加生成对应符号的符号描述。

进一步地，各层的子符号描述包含了当前层的基本要素的子颜色属性，子符号描述进行叠加后生成的符号描述包含主颜色属性，所述子颜色属性用于设置对应的基本要素的颜色，所述主颜色属性用于设置组成当前符号的所有未设置颜色的基本要素的颜色。

进一步地，各层的子符号描述还包含了该基本要素的坐标属性，所述坐标属性用于定位当前基本要素在待绘制符号中所处的位置。

进一步地，每个符号的符号描述均对应于一个唯一性编码进行保存。

进一步地，所述获取需要绘制的符号的符号描述并根据符号描述以及地图参数信息进行符号渲染具体为：

根据需要绘制的符号的唯一性编码查找对应的符号描述，通过基本语义规则对符号描述中的各个子符号描述进行识别解析得到各个基本要素以及各个基本要素的参数，根据各个基本要素的参数使用GDI构建对应Pen或Brush进行符号渲染。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有可执行计算机程序，所述处理器可读取所述存储器中的计算机程序并运行以实现如上所述的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有可执行计算机程序，所述计算机程序运行时可实现如上所述的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

该基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法基于QGIS的符号渲染框架，利用QGIS强大的渲染逻辑和图层管理机制，将符号设计和渲染完全分开，可以做到单独设计和编辑符号，独立性好、跨平台能力强；通过符号描述的方式来设计符号，将设计好的符号的符号描述存储在符号库中，需要进行绘制符号时则可直接从符号库中获取对应的符号描述即可进行符号渲染。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法的流程示意图；

图2为图1中的一种基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法的逻辑示意图

图3为根据本发明所提供的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法来进行线段的参数设置的示例图；

图4为根据本发明所提供的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法的符号设计页面中的符号定位点示意图；

图5为根据本发明所提供的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法来通过坐标属性设置多段线的示例图；

图6为根据图5的示例图所生成的效果图；

图7为本发明所提供的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法来绘制虚线渐变线的示例图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

请参阅图1和图2，一种基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法，包括以下步骤：

S1、建立基本要素库，将每个基本要素映射为对应的语义描述并存储到所述基本要素库中；所述语义描述用于组建对应的基本要素及该基本要素对应的参数值；所述基本要素包括点、简单线、点划线、宽度渐变线、双线、简单面、填充点以及填充线；基本要素都是通过语义描述进行映射，每种元素都映射为对应的描述语义，元素中的参数同样映射为对应的描述语义；通过对描述语义的解析可以组建出基本要素及其参数值；

S2、根据用户所输入的符号设计指令获取对应的基本要素的语义描述生成对应符号的符号描述并保存至符号库中，所述符号描述由基本要素的语义描述构成；所述符号设计指令包括：基本要素选择指令、基本要素参数设置指令以及基本要素叠加指令；在符号设计过程中，可以通过修改基本要素的语义描述中的参数属性来调整基本要素的颜色和尺寸；复杂符号都可以通过基本要素的叠加描述来表达；

S3、获取需要绘制的符号的符号描述并根据符号描述以及地图参数信息进行符号渲染。

该基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法基于QGIS的符号渲染框架，利用QGIS强大的渲染逻辑和图层管理机制，将符号设计和渲染完全分开，可以做到单独设计和编辑符号，独立性好、跨平台能力强；通过符号描述的方式来设计符号，将设计好的符号的符号描述存储在符号库中，需要进行绘制符号时则可直接从符号库中获取对应的符号描述即可进行符号渲染。

一个符号渲染周期由以下过程组成：首先QGIS绘图区得到所有需要绘制的符号，并获取地图参数信息(包括制图比例，绘图区背景色等)，然后将这些参数信息下发到点、线、面各自渲染的实现类，根据符号的唯一性编码确定相应的符号描述，通过符号描述解析后的参数、基本要素的属性信息及位置信息(在绘图区中的位置)等绘制符号，从而显示在绘图区中。

该方法对符号的可视化定义和符号的符号化渲染，借助QGIS的渲染逻辑和方法，继承其符号层的点、线、面渲染类和渲染器，并替换其底层的渲染实现,完美的将符号设计规则的定义和渲染结合。

作为一种优选的实施方式，所述根据用户所输入的符号设计指令获取对应的基本要素的语义描述生成对应符号的符号描述具体为：

根据所述基本要素选择指令和基本要素参数设置指令获取对应的基本要素的语义描述以生成当前层的子符号描述；根据基本要素叠加指令，将各个层的子符号描述进行叠加生成对应符号的符号描述。

通过该方式能设计符号的分层信息，八大基本要素都提供参数设置入口，参数设置完成后生成当前层的子符号描述。即，通过基本要素选择指令选择所需的基本要素，然后通过基本要素参数设置指令来设置该基本要素的参数后得到对应的基本要素的语义描述，即生成了当前层的子符号描述。例如线段可设置其长度、宽度、颜色、旋转角度、左右偏移、上下偏移等参数(如图3)，图中所选择的线段层生成“line；0.30；0.000,1.000；0.000,-1.000”这样的描述，从左至右依次代表基本要素类型为线段，线宽为0.30，第一个点坐标为(0.000，1.000)，第二个点的坐标为(0.000，-1.000)；多层的符号通过叠加不同的基本要素生成复杂的符号描述。通过基本要素的选择、参数设定和多个基本要素的叠加组合一个能够表达一定意义符号，反过来讲即一个符号可分解为一至多层基本要素，每一层可为不同的基本要素。

作为一种优选的实施方式，各层的子符号描述包含了当前层的基本要素的子颜色属性，子符号描述进行叠加后生成的符号描述包含主颜色属性，所述子颜色属性用于设置对应的基本要素的颜色，所述主颜色属性用于设置组成当前符号的所有未设置颜色的基本要素的颜色。

一个复杂的符号，一般由许多的基本要素构成，在符号设计中，既有各个基本要素颜色各不相同的需求，也有各个基本要素颜色均相同的需求，在本方法中，每个基本要素均可单独选择颜色(可不选择)，同时引入符号主色概念，在组成符号的基本要素中，未选择颜色的基本要素均使用符号主色，当符号各基本要素的颜色均需要一致时，便可不必多次进行颜色选择工作。

作为一种优选的实施方式，各层的子符号描述还包含了该基本要素的坐标属性，所述坐标属性用于定位当前基本要素在待绘制符号中所处的位置。符号是由一个定位点及相对定位点存在的基本要素构成，定位点即在绘制过程中十字光标中心所在的位置(如图4)。在符号设计过程中，以定位中心为原点，建立二维坐标系，添加构成符号的简单要素，可使用坐标精准的向周围添加构成点状符号的简单要素；并且，可通过坐标属性来设定坐标值来调整简单要素相对于原点的位置，简单要素包括单点、多段线、多边形、圆弧、文字及定位点偏移(添加了定位点偏移之后的要素设置的参数的偏移均是参照偏移之后的定位点而言的，但绘制过程中的定位点是不变的，相当于定位点偏移之后的要素均向同一个方向偏移了同一个量)。

此外，还可通过坐标属性来快速设置多段线或多边形符号。在多段线和多边形符号中，除了传统的偏移方法，可直接调整坐标属性，从而实现复杂线段，不规则多边形等。例如通过如图5所示的坐标设置的多段线，效果图如图6。如此一来，相对使用多条线段组合实现方便了许多，并且相对于偏移和旋转的设置方式更为精准。

作为一种优选的实施方式，每个符号的符号描述均对应于一个唯一性编码进行保存。通过该方式，可直接通过唯一性编码来获取符号库中的对应的符号描述，简单快速。需要说明的是，同一编码的符号是相同的，但使用同一编码绘制的符号可以通过设置属性值来改变自己的颜色、宽度等信息。

作为一种优选的实施方式，所述获取需要绘制的符号的符号描述并根据符号描述以及地图参数信息进行符号渲染具体为：

根据需要绘制的符号的唯一性编码查找对应的符号描述，通过基本语义规则对符号描述中的各个子符号描述进行识别解析得到各个基本要素以及各个基本要素的参数，根据各个基本要素的参数使用GDI构建对应Pen或Brush进行符号渲染。

在本发明所提供的方法中应用到的符号构成规则如下：

1)符号颜色规则：一个复杂的符号，一般由许多的基本要素构成，在符号设计中，既有各个要素颜色各不相同的需求，也有各个要素颜色均相同的需求，在本***中，每个要素均可单独选择颜色(可不选择)，同时引入符号主色概念，在组成符号的基本要素中，未选择颜色的要素均使用符号主色，当符号各要素的颜色均需要一致时，便可不必多次进行颜色选择工作。

2)点元素，符号是由一个定位点及相对定位点存在的简单要素构成，定位点即在绘制过程中十字光标中心所在的位置(如图4)，在符号设计过程中，以定位中心为原点，建立二维坐标系，添加构成符号的简单要素，并调整简单要素相对原点的位置，简单要素包括单点、多段线、多边形、圆弧、文字及定位点偏移(添加了定位点偏移之后的要素设置的参数的偏移均是参照偏移之后的定位点而言的，但绘制过程中的定位点是不变的，相当于定位点偏移之后的要素均向同一个方向偏移了同一个量)。

3)简单线元素是只需抬笔、落笔定义即可画出的固定线宽的简单线类。如：实线、虚线等。

4)点划线元素按定义规则有规律地***点符号所构成的线状要素，规则包括周期、端点、偏移等***点符号方式。

5)宽度渐变线元素在简单线的基础上加入2-3个线宽渐变的过程绘制的线类型。

6)双线元素由两条简单线或点划线按照一定宽度和连接形式所构成的双线类要素符号。

面状要素的符号由轮廓线和填充组成，轮廓线由上述线符号规则定义，此处单独描述填充方式：

7)简单面元素由无填充或一种颜色的某一透明度填充的简单面状要素。

8)填充点元素有网格填充和中心填充两类：一定横向、纵向距离及偏移角度形成平行四边形，并在网格点处填充点符号，以及面状要素的质心位置***点符号。

9)填充线符号由线角度、起始偏移量和两条***线之间的间距来填充线符号构成。

10)以定位边为基础按垂直或等分的模式调用线来填充。

11)同时面状符号支持多类型符号，实际上是两个符号，使用同一个名字，具体表现为哪种符号取决于该要素的属性，例如陡石山在背光属性不同时，符号也不同。

在本发明所提供的方法中，符号渲染类总体分点、线、面三种，负责通过QGIS渲染***下发来的要素信息和属性表中与符号相关的变量，如通过编码获取对应的符号样式，通过颜色、线宽等控制符号的显示情况，依比例缩放和不依比例缩放对应的变化等。

1)点符号渲染时，非文字符号由一连串轨迹点通过坐标转换后直接绘制，文字符号则通过PainterPath计算文字的轮廓点，再通过定位点和坐标转换得到路径后绘制出来。

2)画虚线渐变线时，将其每个实部看成一个面，即计算由实部首尾两个点上下两边的偏移点(线宽的一半为偏移量)，共4个点(当该实部过顶点时多加2个点)组成的面(如图7)，最后所有实部绘制的多个面组合成渐变线符号。实线渐变线同理，只需计算各顶点处偏移点组合成的面即可。利用此方法也可解决画双虚线时拐弯后线实部同步的问题。

3)在绘制网格填充面时，借助QT绘图的机制，先绘制一个图元，即一张两行、两列四个网格点处绘制点符号的小图片，将图元设置给画刷，再用画笔来直接绘制整个面实体。同理也可绘制填充线符号。

本发明还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有可执行计算机程序，所述处理器可读取所述存储器中的计算机程序并运行以实现如上所述的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法。

此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有可执行计算机程序，所述计算机程序运行时可实现如上所述的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法。

该计算机可读存储介质存储有计算机程序，本发明的方法如果以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，可以存储在该计算机存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机存储介质不包括电载波信号和电信信号。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立基本要素库，将每个基本要素映射为对应的语义描述并存储到所述基本要素库中；所述语义描述用于组建对应的基本要素及该基本要素对应的参数值；所述基本要素包括点、简单线、点划线、宽度渐变线、双线、简单面、填充点以及填充线；

根据用户所输入的符号设计指令获取对应的基本要素的语义描述生成对应符号的符号描述并保存至符号库中，所述符号描述由基本要素的语义描述构成；所述符号设计指令包括：基本要素选择指令、基本要素参数设置指令以及基本要素叠加指令；

获取需要绘制的符号的符号描述并根据符号描述以及地图参数信息进行符号渲染。

2.如权利要求1所述的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法，其特征在于，所述根据用户所输入的符号设计指令获取对应的基本要素的语义描述生成对应符号的符号描述具体为：

根据所述基本要素选择指令和基本要素参数设置指令获取对应的基本要素的语义描述以生成当前层的子符号描述；根据基本要素叠加指令，将各个层的子符号描述进行叠加生成对应符号的符号描述。

3.如权利要求2所述的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法，其特征在于，各层的子符号描述包含了当前层的基本要素的子颜色属性，子符号描述进行叠加后生成的符号描述包含主颜色属性，所述子颜色属性用于设置对应的基本要素的颜色，所述主颜色属性用于设置组成当前符号的所有未设置颜色的基本要素的颜色。

4.如权利要求2所述的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法，其特征在于，各层的子符号描述还包含了该基本要素的坐标属性，所述坐标属性用于定位当前基本要素在待绘制符号中所处的位置。

5.如权利要求1所述的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法，其特征在于，每个符号的符号描述均对应于一个唯一性编码进行保存。

6.如权利要求5所述的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法，其特征在于，所述获取需要绘制的符号的符号描述并根据符号描述以及地图参数信息进行符号渲染具体为：

根据需要绘制的符号的唯一性编码查找对应的符号描述，通过基本语义规则对符号描述中的各个子符号描述进行识别解析得到各个基本要素以及各个基本要素的参数，根据各个基本要素的参数使用GDI构建对应Pen或Brush进行符号渲染。

7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有可执行计算机程序，所述处理器可读取所述存储器中的计算机程序并运行以实现如权利要求1至6任一项所述的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有可执行计算机程序，所述计算机程序运行时可实现如权利要求1至6任一项所述的基于QGIS的跨平台矢量地图要素符号渲染方法。

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