[摘要]本文提出了一種矢量數據壓縮方法角度分段道格拉斯算法，該方法以道格拉斯普克法為基礎通過對角度和距離的判斷，取出代表曲率變化的特征點，對曲線進行分段，然后使用道格拉斯普克法進行化簡，在所需要化簡的曲線彎曲程度變化較大的情況下，該方法可以規避其它壓縮方法產生的壓縮程度不夠丟失曲率變化特征點的問題。
[關鍵詞]道格拉斯普克法; 角度分段; 角度分段道格拉斯算法 
1 引言 
近年來在計算機技術發展的推動下，地圖制圖學結合計算機技術形成的計算機地圖制圖學也得到了迅速發展。已在地理信息系統等領域中得到了廣泛應用，并且顯示出了強大的生命力。計算機地圖制圖的一項重要任務就是自動制圖綜合，而矢量數據壓縮既是制圖綜合的關鍵技術，又為制圖綜合提供技術方法。矢量數據壓縮的主要對象是線狀要素中心軸線和面狀要素的邊界數據、幾何數據。
[1] 筆者在工作實踐中發現，在使用道格拉斯-普克法對彎曲程度變化較大的曲線進行化簡時，存在著壓縮程度與保留曲率變化特征點之間的矛盾。為此作者進行了專門研究與實驗。在道格拉斯普克法的基礎上提出了角度分段道格拉斯算法
2 道格拉斯普克算法 
道格拉斯普克法試圖保持曲線走向和允許制圖人員規定合理的限差。其執行過程如圖2 所示，首先將一條曲線首末點虛連一條直線，求出其余各點到該直線的距離，選出其中的最大距離值max d用max d 與限差D比較。若max d < D ，則這條曲線上的中間點全部舍去；若max d D， 則保留max d 所對應的坐標點，并以該點為界，把曲線分為兩部分，對這兩部分重復使用該方法
[2] 盡管多數情況下，道格拉斯-普克法壓縮算法較好，但是當需要化簡的曲線的彎曲程度變化很大而且曲率變化特征點的d 小于與限差D時，這些特征點就會被舍去。如圖3， 我們知道地圖上曲線的特征點是反映地貌的重要因素。如果一些顯著的特征點被省略，那勢必會造成地形失真。雖然也可以采用減小限差的方法令道格拉斯普克法保留曲率變化特征點，但勢必會降低對曲線的壓縮程度。針對這種特殊情況，本文提出了角度分段道格拉斯算法
3 角度分段道格拉斯算法 
3.1 角度分段  道格拉斯算法的基本原理角度分段。道格拉斯算法的計算思路主要分為兩大步：、
1： 測定角度和距離，取出特征點，每次順序取曲線上的三個點，計算2、1 點的連線與3、2 點的連線之間的夾角a， 并與限差A比較。若a< A 則，若a A， 則將2 點記錄到新建的點集s 中進行2、3、4 點的判斷，直至整條曲線結束。此次操作的目的是取出曲率變化特征較為明顯的點，依次測量點集s 中相鄰兩點的距離d ，并與限差1 D 比較。如果某點與其前后兩點的距離有一者小于1 D， 則從點集中刪除該點，直至點集中的點依次判斷完畢。此次操作的目的是防止取出深度較小的彎曲，至此角度測定法執行完畢。點集s 中的點即為特征點 
2 ：利用所得到特征點，將曲線分段，對每段曲線單獨使用道格拉斯-普克法化簡。其具體計算步驟為：
1） 根據需要規定一個角度限差A和一個距離限差1 D 角度測定法的距離限差2 D 道格拉斯-普克法中的距離限差
2） 每次順序取曲線上的三個點i-1 p i p i+1 p計算i+1 p i p 點的連線與i p i-1 p 點連線之間的夾角i a ，并與限差A比較。若i a A 則將i p 點記錄到新建的點集s 中 
3） 令i = i +1 重復步驟2 至整條直線結束得到點集{ , ,... } 1 2 k s = p p p k 為點集中點的個數 
4） 依次計算點集s 相鄰兩點的距離并與限差1 D 比較
5） 若i i d -1, < 1 D 或i,i +1 d < 1 D 則刪除i p 點令i = i +1 重復步驟2， 按照上述步驟進行判斷到整條直線結束為止 
6） 利用取出的特征點將原曲線分段，分別利用道格拉斯算法進行化簡。化簡過程中應注意的問題：1 首末點不參加判斷;2 夾角判斷必須嚴格按照曲線方向進行 
3.2 角度分段道格拉斯算法的實驗分析:為驗證該方法的可靠性,作者選取多組數據進行了測試并與道格拉斯-普克法進行了對比.圖4為兩種方法的壓縮效果對比圖.由圖可見角度分段道格拉斯算法可以最大程度的保留曲率變化特征點
4 結論 
本文針對制圖綜合中曲線化簡中的道格拉斯普克法有可能舍掉曲率變化很大的點的問題，提出了角度分段道格拉斯算法。并將兩種方法進行了對比實驗，表明角度分段道格拉斯算法可以有效地保留住曲率變化特征點。但是由于該方法是在道格拉斯-普克法基礎上又增加了角度與距離的計算，所以計算量進一步加大，故該法適用于對曲率變化頻繁的曲線進行化簡。因此為處理好減少計算量與保留地形特征點的矛盾，對地形平緩地區的曲線可采用一般的道格拉斯-普克法壓縮算法，而對于地形復雜地區的各種曲線可采用角度分段道格拉斯算法。當然盡管角度分段道格拉斯壓縮算法比道格拉斯-普克法壓縮算法的時間復雜度有所增大，但是隨著計算機計算速度的迅速增長，角度分段道格拉斯壓縮算法應用是完全可行的。
參考文獻 [1] 鄭海鷹.計算機地圖制圖原理[M].鄭州:原解放軍測繪學院,1997.58-59. 
                [2] 胡鵬,黃杏元,華一新. 地理信息系統教程[M].武漢:武漢大學出版社,2002.105-106