一种基于电子海图的图元标绘和管理方法

技术领域

本发明涉及电子海图显示和信息领域，特别是涉及一种基于电子海图的图元标绘和管理方法。

背景技术

电子海图显示与信息系统(ECDIS)是一种能够显示海图和导航信息的船舰助航系统，能够管理并显示大量电子航行图和标注信息，实现航行作业的自动化定制，同时对船舶航行状况进行实时监测和报警，提高航行安全性，已逐渐成为综合船桥系统(IBS)的核心。

图元标绘指以点、线、面、文字或其它图形符号在海图上进行标绘的功能，可用于地理属性标记、航线辅助设计等海图作业，是ECDIS的重要组成部分。

当前电子海图的图元标绘功能存在图元种类少、功能单一、管理不便、操作交互性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对标绘图元种类少、功能单一、管理不便、操作交互性差的现状提出一种图元标绘和管理方法。该方法包括标绘自定义操作、标绘显示与存取、用户管理和查询三个部分。标绘自定义操作部分支持用户在海图界面进行点、折线、矩形、多边形、箭头、图片、文本的添加、修改和删除；标绘显示与存取部分用于对已添加的标绘进行存储和绘制，同时支持用户进行导出保存、导入绘制操作；用户管理和查询部分提供了子窗口管理和管理栏管理，可对海图界面内的标绘进行添加、删除、修改、显示与隐藏控制、适应大小操作，同时支持用户进行标绘查询操作，具有很强的交互性。技术方案如下：

一种基于电子海图的图元标绘和管理方法，步骤如下：

(1)标绘添加、修改和删除

(1.1)标绘添加功能分为点选添加和手动添加。点选添加通过鼠标点击海图界面添加点位，在界面绘制点、折线、矩形、多边形、箭头、图片和文本；手动添加通过输入对应标绘所需要的地理信息和绘制参数，在界面绘制点、折线、矩形、多边形、箭头、图片和文本，地理信息指点位经纬度，绘制参数指颜色、线宽、标注、旋转角度。

折线、矩形、多边形、箭头的点选添加功能配合预览功能，在添加过程中会随着鼠标移动进行下一个点位的预览绘制，便于用户查看绘制效果。

(1.2)标绘修改功能分为手动修改和拖动修改。手动修改通过修改标绘信息栏进行地理信息和绘制参数的修改；拖动修改通过在界面上点击拖动标绘点位进行点位坐标的修改。

(1.3)删除功能可对已添加的标绘进行单个或批量选中和删除。

(2)存储与绘制

本发明采用哈希表存储已添加的标绘图元的信息，在绘制阶段，读取哈希表中存储的地理位置信息，经过坐标转换处理后，按照存储的绘制参数调用图形库标准绘制函数，将标绘图元绘制在海图界面上。在对海图界面进行漫游、缩放、旋转操作时，进行重绘，保证显示的实时、清晰和准确。对于需要高亮显示的标绘，绘制时采用高亮色进行加粗处理。

(3)导出保存与导入绘制

导出保存功能支持用户把当前海图界面的所有标绘进行导出，并以.plt格式进行存储。导入绘制功能支持用户读取已存储的.plt格式的标绘图元并重新绘制到界面中。

(4)标绘管理

本发明对标绘进行子窗口管理和管理栏管理，不同类型的标绘设置不同的子窗口，用户可在子窗口内进入添加、修改、删除功能，查看标绘的详细信息，对选中的标绘进行高亮显示。管理栏设置在屏幕右侧，用户可在管理栏设置标绘是否显示、是否高亮，对单个标绘进行适应大小操作，使其以合适的比例尺显示在屏幕中央。

(5)标绘查询

标绘查询功能支持用户对已添加的标绘进行点选查询，用户可在海图界面点击任意标绘，查询该标绘的类型、名称信息，查询结果进行高亮绘制并显示在右侧管理栏中。

本发明的有益效果是：

(1)标绘图元种类丰富，包括点、折线、矩形、多边形、箭头、图片和文本。

(2)标绘功能多，包括添加、删除、修改、导出保存、导入绘制和查询功能，此外，还涉及了预览、高亮、适应大小功能。

(3)管理方便，可在子窗口进行单个或多个标绘的添加、删除、修改、信息查看、高亮显示，可在挂靠栏选择单个标绘是否绘制，对单个标绘进行适应大小操作。

(4)简便快捷，鼠标操作设置合理，添加、修改、查询、预览、高亮功能配合使用，具有很强的操作交互性。

附图说明

图1是本发明的标绘添加流程图；

图2是本发明的标绘拖动修改流程图；

图3是本发明的标绘绘制流程图；

图4是本发明的标绘导出保存与导入绘制流程图；

图5是本发明的标绘查询流程图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清楚，下面结合附图对本发明做进一步阐述。本发明按以下步骤具体实现：

(1)标绘添加、修改和删除

(1.1)不同的标绘对应不同的添加信息：点标绘需要的信息为点位标识、经纬度坐标、颜色、大小、透明度、形状；折线标绘需要的信息为折线标识、经纬度坐标、颜色、透明度、宽度、序号。矩形标绘需要的信息为矩形标识、经纬度坐标、边框宽度、边框颜色、边框类型、标注内容、标注字号、标注颜色、填充颜色、填充样式；多边形标绘需要的信息为多边形标识、经纬度坐标、边框宽度、边框颜色、填充颜色、标注内容、标注字号、标注颜色；箭头标绘需要的信息为箭头标识、经纬度坐标、边框宽度、边框颜色、填充颜色、标注内容、标注字号、标注颜色；图片标绘需要的信息为图片标识、图片路径、经纬度坐标、宽度、高度、角度、标注内容、标注字号、标注颜色、位置；文本标绘需要的信息为文本标识、经纬度坐标、文本内容、文本字体、文本字号、文本颜色、角度。

标绘添加流程如图1所示，点选添加功能通过鼠标点击海图界面获得屏幕坐标，通过坐标转换获得地理坐标，其余绘制参数采用默认值，在界面绘制点、折线、矩形、多边形、箭头、图片和文本。手动添加通过输入对应标绘所需要的地理信息和绘制参数，在界面绘制点、折线、矩形、多边形、箭头、图片和文本。

在点选添加时，对于单点标绘(点、文本、图片)，单击左键进行添加，单击右键结束添加，对于多点标绘(折线、矩形、多边形、箭头)，单击左键添加点位，单击右键删除点位，双击左键结束添加。多点标绘的点选添加功能配合预览功能，在添加过程中会随着鼠标移动进行下一个点位的预览绘制，便于用户查看绘制效果。

(1.2)手动修改通过修改标绘信息栏进行修改。拖动修改流程如图2所示，通过在界面上点击拖动标绘点位进行修改，在拖动过程中会随着鼠标移动改变哈希表中存储的点位信息，进行重绘，同时在子窗口内显示实时点位信息，便于用户查看修改效果。

高亮功能指对标绘进行高亮显示，可通过选中子窗口信息列表或选中管理栏标识开启。拖动修改功能与点选添加功能、预览功能、高亮功能配合使用，具体配合方式为：点选添加单点标绘时，可对所有标绘进行拖动修改；点选添加多点标绘时，进行当前标绘的预览，不可拖动修改；进入修改功能后，可对所有高亮标绘进行拖动修改。

(1.3)在子窗口内选中单个或多个标绘后，点击删除按钮，删除选中的标绘，同时发出信号，在哈希表中删除，重新绘制。

(2)存储与绘制

已添加的标绘图元的信息存储在哈希表中，用于绘制和各类操作。绘制单元在接收到标绘添加、删除、修改过程中发出的信号后进行绘制，如图3所示，具体过程如下：

(2.1)读取哈希表中存储的地理位置信息；

(2.2)按照电子海图系统使用的地理坐标系，将经纬度坐标转换为投影坐标进而转为屏幕坐标；

(2.3)读取哈希表中存储的绘制参数，包括笔画信息、字体信息等；

(2.4)调用标准绘制函数，设置读取到的绘制参数，按照屏幕坐标将标绘图元绘制在海图界面上；

(2.5)在对海图界面进行漫游、缩放、旋转操作时，按照上述绘制逻辑进行重绘，实时刷新海图界面，保证显示的实时、清晰和准确。

对于需要高亮显示的标绘，绘制时采用高亮色进行加粗处理。

(3)导出保存与导入绘制

(3.1)如图4所示，导出保存功能支持用户把当前海图界面的所有标绘进行导出，通过遍历哈希表，读取哈希表中存储的标绘信息，并将信息转化为带有标绘类型标记的文本流，以.plt格式进行存储。

(3.2)如图4所示，导入绘制功能支持用户将已存储的.plt格式的标绘图元进行读取并重新绘制到界面中，选择单个或多个.plt格式文件，读取文件中的数据，按照文件中的标绘类型标记把读取到的信息转化为对应类型的标绘，存储到哈希表，重新绘制到界面中。

(4)标绘管理

本发明对标绘的管理包括子窗口管理和右侧管理栏管理，不同类型的标绘设置不同的子窗口，子窗口左侧为标绘信息列表，子窗口右侧为信息栏，点击左侧某一标绘，可在右侧信息栏显示该标绘的具体信息，同时该标绘在界面高亮显示，子窗口包括添加、修改、删除按钮，选中单个或多个标绘后，点击按钮可进入对应的功能。

在海图界面右侧设置了标绘管理栏，按标绘类型展示标绘标识。单击标识对标绘进行高亮显示，勾选标绘标识前的勾选框，对标绘进行隐藏或显示控制，右击单个标绘，在子菜单内可以对单个标绘进行适应大小设置，按照标绘的地理坐标计算中心点坐标，按照合适的比例尺将该标绘显示在屏幕中央，便于用户查看。

(5)标绘查询

标绘查询功能支持用户对已添加的标绘进行点选查询。如图5所示，查询过程如下：

(5.1)开启查询功能后，用户点击海图界面，获得单击处的屏幕坐标；

(5.2)遍历存储标绘信息的哈希表，获取标绘各个点位地理坐标；

(5.3)按照电子海图系统使用的地理坐标系，将标绘点位地理坐标转换为投影坐标进而转为屏幕坐标；

(5.4)将点击处的屏幕坐标与标绘各个点位屏幕坐标进行比对，比对逻辑为：对于点标绘，设置像素阈值，当点击点位与标绘点位的距离小于像素阈值时，视为比对成功；对于线标绘，在考虑线宽的前提下，当点击点位位于线上时，视为比对成功；对于面标绘，在考虑边框宽度的前提下，当点击点位位于面边框或面内部时，视为比对成功。

(5.5)若比对成功，则将该标绘的名称和类型信息作为查询结果，高亮绘制并显示在管理栏处。