基于直线段相交特征识别的线线空间关系计算方法

空间关系是GIS的重要信息和理论研究基础。空间关系描述的准确性、完备性、直观性直接影响到地理学分析和地图制图的效果。当前,国际国内在地理要素空间拓扑关系模型表达和拓扑关系挖掘与描述方面做了大量研究,解决了很多关键问题也发现了许多新问题。本文在前人研究的基础上,提出基于直线段相交特征的局部直线段拓扑关系识别方法,并结合拓扑链模型对线线空间关系进行细化描述。该方法不仅具有线要素集合划分的优点还有线线间空间关系细化描述的直观性,同时简化了线线空间关系的细化计算。     

基于Oracle Spatial的空间线线拓扑关系判断的实现

在GIS中,空间物体间的拓扑关系是基本的空间关系之一,直接利用ORACLE SPATIAL提供的简单的空间关系查询操作算子,对九交模型所描述的任意两2维空间的不自相交的线目标间的拓扑关系的判断设计算法,并进行试验验证,实现两线目标间的33种空间拓扑关系的判断。基于ORACLE SPATIAL的线/线目标间空间拓扑关系判断的实现必将推动基于ORACLE SPATIAL的GIS系统的查询、分析和数据更新的研究进展。     

引入结点度的线/面拓扑关系细分方法与应用

针对线/面细分拓扑关系研究存在的不足,提出了一种基于结点度的线/面细分拓扑关系描述与计算方法。该方法在定义线/面单元交线并分析其特点的基础上,引入结点度来区分线/面单元交线细分类型。根据单元交线端点在线/面目标组成图形结构中结点度的不同,及线目标在度为3和4的交线端点处是否有相连线段、相连线段位于多边形的边界上、内部或外部4个谓词推导出了21种有意义的线/面交线细分拓扑关系类型。在此基础上分析比较了本文方法与现有方法的异同与优势,举例说明本文方法在复杂线/面细分拓扑关系描述中的应用。最后用Visual C#语言编程实现了该方法,并将其应用到线状道路/面状河流目标间的数据质量检查与修正中,验证可行性。     

线目标间拓扑关系的细化计算方法

拓扑关系的细化计算是生产实践中提出的新的需求,代表了当今空间关系理论研究的趋势。本文从1∶5万数据更新质量检查的实际应用需求出发,研究提出线目标间复杂拓扑关系的分解-组合计算思路;讨论直线段拓扑关系计算的改进平面扫描计算方法;建立根据直线段拓扑关系推断局部拓扑关系的基本规则;给出由局部拓扑关系组合描述线目标间全局拓扑关系的拓扑链模型;将该方法应用于国家1∶5万地图数据库更新中,取得良好的效果。     

基于拓扑一致性的线目标空间冲突检测方法

现有的空间冲突检测方法需要将复杂的空间关系与定义的规则相比较.由于规则的不完备性,这些方法容易漏检或误检.为此,首先分析了拓扑冲突的类型和产生原因;然后以线目标间拓扑冲突为例,研究了线目标间拓扑关系的表达与计算、综合前后线目标间对应关系、拓扑关系的一致性评价方法;最后通过对对应的拓扑关系进行一致性检验,来检测已有方法漏...     

一种利用改进的扫描线算法计算拓扑关系的方法

针对以往拓扑关系计算方法的缺陷,提出一种利用改进的扫描线算法计算矢量数据拓扑关系的算法(TCBSL)。该算法以平面扫描转换法的思想为核心,通过改进扫描线算法结构,并引入拓扑关系判别参数,实现了较为高效地计算矢量数据空间实体之间的拓扑关系。此外,以该算法思想为依据,利用eclipse构建了矢量数据拓扑关系计算模型,并利用该模型对深圳市OSM矢量数据进行实验。实验显示,该算法可以较为正确地计算点线、点面、线线、线面及面面之间的拓扑关系,且效率较高,易于计算机系统的实现。     

利用于扫描线与梯形分割的面目标空间拓扑计算

提出了扫描线和梯形分割相结合的方法,实现点/面、线/面和面/面三种类型的拓扑关系计算。以4-交集拓扑模型中的包含和相交关系判定为例,设计了三类面目标拓扑计算方法。测试与分析表明,该算法能有效实现大数据量下的空间拓扑计算。     

GIS线目标间拓扑关系描述的层次方法

拓扑关系是一种相对较弱的空间目标位置约束,已广泛应用于空间查询、分析和推理等实际应用中。本文主要研究IR2中两个线目标间拓扑关系的描述和区分方法,采用的基本思路是将两个线目标间的关系描述为若干个基本关系的组合。在拓扑关系描述和区分时,提出了具有不同分类能力的拓扑不变量,分别是：维数、分离数、交分量类型和交分量全序,并依次建立了相应的分类方法。分析发现,在IR2中的两个线目标间具有17种潜在的基本关系。其中的11种是描述复合线/线关系的基本构成单元。     

线与面目标间拓扑关系的层次表达方法

拓扑关系已广泛应用于空间查询、相似性分析、制图综合、不一致性探测以及空间推理等实际应用中。本文研究IR2中一条线与一个简单面目标拓扑关系的描述和区分方法,采用的基本策略是分解与组合方法。首先,将线/面拓扑关系分为两类:基本关系和复合关系。其中复合关系描述为若干个基本关系的组合,即基本关系的一个集合。然后,提出了基本拓扑关系分类和区分方法,建立了相应的层次概念邻域图。针对复合拓扑关系,从空间集合的角度提出了具有三个层次的拓扑不变量,分别是(a)集合层次上的分离数和维数,(b)元素层次上的交分量类型和(c)综合层次上的交分量序列。分析发现,在IR2中一条线与一个简单面目标间具有16种潜在的基本关系。其中,它们的13种是描述复合线/面关系的基本构成单元。     

一种三维网络GIS空间数据可视化方法的研究

三维GIS空间数据可视化是三维GIS建模的基础,针对网络环境下三维GIS在空间可视化方面存在的不足,本文提出了一种基于VRML的真三维模型构建方法。以点、线、面和体四类拓扑元素之间的拓扑关系为依据组织建立数据库,结合分布式虚拟现实技术搭建起真三维模型网络发布平台,成功实现三维空间数据的可视化。研究表明,该方法能根据三维拓扑关系建立真三维模型,为三维数据的可视化和共享、真三维GIS空间分析提供了一种新的方案。     

空间线群目标相似度计算模型研究

以空间线群目标的空间统计特征为基础,对线群目标的空间关系和几何特征进行了描述。利用拓扑关系概念邻域图定义线群之间的拓扑关系相似度,利用方向均值定义线群之间的方向关系相似度以及利用"环形方差"定义线群目标之间的距离相似度。结合线群的长度和平均长度、线群密度及线群曲折度,建立了线群目标相似度计算模型,对线群目标相似度进行了整体度量。实验结果表明,相似度计算结果与地物特征比较一致,符合人们的直观认知。     

Quantitative fuzzy topological relations of spatial objects by induced fuzzy topology

This paper presents a study on the modeling of fuzzy topological relations between uncertain objects in Geographic Information Systems (GIS). Based on the recently developed concept of computational fuzzy topological space, topological relations between simple fuzzy spatial objects are modeled. The fuzzy spatial objects here cover simple fuzzy region, simple fuzzy line segment and fuzzy point. To compute the topological relations between the simple spatial objects, intersection concepts and integration methods are applied and a computational 9-intersection model are proposed and developed. There are different types of intersection, and we have proposed different integration methods for computation in different cases. For example, surface integration method is applied to the case of the fuzzy region-to-fuzzy region relation, while the line integration method is used in the case of fuzzy line segment-to-fuzzy line segment relation. Moreover, this study has discovered that there are (a) sixteen topological relations between simple fuzzy region to line segment; (b) forty-six topological relations between simple fuzzy line segments; (c) three topological relations between simple fuzzy region to fuzzy point; and (d) three topological relations between simple fuzzy line segment to fuzzy point.     

顾及拓扑一致性的水系三维曲线化简

鉴于常规曲线化简方法应用于水系曲线化简时难以顾及水系要素的三维特征及其拓扑关系,本文提出了一种顾及拓扑一致性的水系三维曲线化简方法。该方法首先对D-P算法进行三维扩展,实现水系中单条河流三维曲线化简,然后构建水系树结构表达其拓扑关系,最后按照水系树的层次顺序依次进行河流曲线化简和干流与支流的拓扑关系重构。试验结果表明,该方法化简精度高,既能保持水系的三维形态特征,又能保证河流交汇处的拓扑一致性。     

一种单线与多面要素间的拓扑关系描述方法

本文将线要素与多面要素的拓扑关系分解为简单面要素与其相关线组之间的局部拓扑关系;并将局部拓扑关系细化为线面基本拓扑关系,用度量关系对线面基本拓扑关系进行描述,提出了一种描述单线与多面要素之间拓扑关系的方法,可应用于线与多面要素数据库的建立、数据存储和查询。实验证明了其有效性。     

基于Plücker直线的LiDAR点云配准法

高精度的LiDAR点云配准是实现点云数据整体性和保证空间目标三维表面拓扑重建的关键,本文提出了基于Plücker直线的LiDAR点云配准模型,利用Plücker直线表示LiDAR待配准点云与基准点云间的同名直线,根据同名Plücker直线重合的几何拓扑关系,建立Plücker直线共线条件方程,再用最小二乘法确定待配准LiDAR点云与基准点云间的相对位姿参数。结果表明,Plücker直线共线条件配准模型几何约束性较强,配准精度较高。     

一种利用FME及地块四至信息对界址线类别批量赋值的方法

在农村土地承包经营权确权登记过程中,需要利用已有的地块四至信息对界址线类别进行赋值,但大多数数据入库软件是通过人工判读界址线类别,然后手动输入到界址线属性表当中的,不仅工作量巨大,且不可避免会造成输入错误。本文利用FME WorkBench2015软件,首先提取了每宗地块的东、南、西、北4个方向的权属线,然后分析了权属线与地块界址线之间的空间拓扑关系,以便对界址线类别进行批量赋值;通过在实际生产项目中的应用,证明了本文所采用的方法是可行的、实用的、有效的。     

线与面的空间拓扑关系组合推理

在原先所提出的空间拓扑关系组合描述的基础上，进一步完善了利用基本空间拓扑关系进行组合推理的方法，并建立了推理表，详细绘制了线与面的所有空间拓扑关系图。     

基于Delaunay三角网的河流中线提取方法

鉴于水系自动综合中河系数据模型建立的复杂性,利用ArcObject提供的组件在双线河和狭长湖泊间构建约束的Delaunay三角网,继而提取其骨架线,从而得到双线河和狭长湖泊的中轴线,之后进行拓扑关系的保持,有效地简化了水系数据模型的建立,为后续的空间分析打下基础。