基于场论的动态缓冲区生成方法与应用

缓冲区可分为影响度只呈单一距离关系的静态缓冲区和影响度随距离变化而呈不同强度的扩散或衰减的动态缓冲区。本文通过对现有动态缓冲区算法在实际应用中存在的不足与局限的分析,提出了一种新的基于场论的动态缓冲区生成方法。该方法以场论的观点为指导,打破了传统缓冲区在进行重叠合并时简单地采用影响度小的服从影响度大的方法,而是按照场强叠加的原理,将各个影响度进行叠加来生成动态缓冲区。论文按照实际需要,提出了两种新的动态缓冲区模型,给出基于场强积分原理的动态缓冲区影响度的计算方法,实现了基于场论的动态缓冲区的生成,并成功应用于实践中。     

SuperMap Objects中创建缓冲区方法研究

基于SuperMap Objects进行缓冲区分析时,由于地图坐标系单位与用户输入距离单位不一致,导致无法直接使用Buffer方法正确地生成缓冲区。提出变换缓冲区半径距离单位创建缓冲区、构建椭圆对象创建点对象的缓冲区、变换缓冲区对象坐标系创建缓冲区等方法予以解决。     

缓冲区生成研究进展评述

缓冲区分析是GIS的核心空间分析功能之一,缓冲区生成在GIS软件开发中亦具有重要地位。目前,对缓冲区生成的研究主要着重于平面坐标系下点、线、面及复合目标缓冲区的生成方法。本文从生成算法、应用需求、实现技术等角度探讨了缓冲区生成的基本问题与目前的研究现状,从算法特点、性能、适用性等方面评述了近年来提出的算法,总结了目前存在的一些难点,在此基础上对缓冲区生成的未来发展趋势进行了展望,并认为以下内容是缓冲区生成研究方面有待加强的方向:面向海量空间数据和网络应用的高性能缓冲区生成算法研究;基于地球椭球体表面、基于网络距离等非平面空间参考系下的缓冲区生成方法。     

基于缓冲区的道路中心线提取方法与应用

为解决提取双线路网道路中心线生成单线路网的难题,在分析传统中心线提取方法存在的难以处理大范围路网和处理效率低下等问题的基础上,提出了在ArcGIS中将缓冲区工具与ArcScan栅格矢量化工具相结合的方法。该方法将双线路网的缓冲区转为栅格,并增加空白栅格,可大范围、快速提取道路中心线,从而生成单线路网,可为各类交通规划分析带来便利。     

缓冲区生成的游程刷叠置算法

提出了一种基于游程编码技术和栅格叠置思想的缓冲区生成算法,其基本思路为:用一个宽度等于缓冲距离的"刷子"沿缓冲目标进行跟踪标描,标记穿越栅格并进行动态叠置,得到栅格形式的缓冲区,然后进行结果矢量化。以线状目标集为例进行了测试和分析,结果表明,该算法在时间复杂度、空间复杂度、计算精度等方面具有一定优势,是一个较为实用的缓冲区生成算法。     

一种改进的快速浮动车地图匹配方法

浮动车地图匹配算法能够实现浮动车离散点与路段的快速准确匹配,是浮动车路况信息生成技术中的核心环节。本文针对现有方法的不足,实现了建立定位点的有效阈值缓冲区,并依据空间关系检索候选匹配路段,研究实现了一种利用行驶速度、行驶方向、投影距离、行驶距离4个参数进行行车轨迹判别的逻辑匹配算法。试验表明,该方法无需对路网数据进行大量的前期处理工作,简化了候选匹配路段的检索过程,在保证匹配正确率的同时也表现出了更高的效率。     

基于出行时间的缓冲区分析

本文针对基于欧氏距离缓冲区分析在选址应用中的不足,将路径思想引入缓冲区分析中。以商场选址为例,分析、定义了路径时间、出行时间的概念和数学模型,并在此基础上提出了基于出行时间的缓冲区分析方法,并给出了实现算法和分析实例。结果表明,基于出行时间的缓冲区分析在选址分析方面有很大潜力。     

脉冲耦合神经网络支持下的网络Voronoi图构建

针对网络Voronoi图中点与点之间通过实际路径距离而非传统欧式距离相连,在实际应用中较平面Voronoi图更加合理,该文提出了一种基于改进脉冲耦合神经网络的网络Voronoi图构建算法。借助模型的自动波发放及并行处理特性,较好地实现了基于路网的网络空间剖分,顾及了道路网及其点群自身属性对其服务范围的影响。实验表明,该算法实现了点群网络Voronoi图的构建,最短路径思想的引入使得构建的网络Voronoi图符合Voronoi图基本特征,可以用来表示点群的服务范围,不仅如此,算法的并行特性保证了算法的高效率。     

一种有效的线状缓冲区生成算法

缓冲区分析是地理信息系统重要的空间分析功能之一.本文对线状缓冲区算法做了进一步改进,提出一种基于轴线转折点旋转生成线状缓冲区的算法,简化了线状目标缓冲区边界的生成过程,较好地解决了双线的等宽性.最后用实验数据对算法进行了测试,结果表明算法是可行的.     

基于众源数据的室内外一体化行人路网构建

行人路网的完整性和准确性是保障步行导航服务的关键。当前的行人路网大多是基于室外道路设施构建的,缺乏室内可步行路径的数据支持,无法在导航应用中提供准确、真实的最优路径规划服务。鉴于此,本文提出了一种基于众源数据的室内外一体化行人路网构建方法,采用智能手机定位传感器与惯性传感器记录的众源轨迹,首先对缺失或者漂移的室内步行数据进行筛选,然后使用改进的行人航位推算(PDR)方法推算出准确的室内轨迹,进而采用莫尔斯理论生成涵盖室内外行人路径的完整行人路网。试验分析中对搜集到的260条步行轨迹数据进行行人路网构建,并使用高精度测量设备采集真实路网数据进行对比分析,结合OSM数据对试验结果进行综合评价。试验结果表明,本文方法能够准确、完整地生成室内外一体化行人路网。     

几何部件缓冲区域合并的Buffer算法及其并行优化方法

摘 要：本文在介绍一种基于几何部件缓冲区域合并的矢量数据缓冲区生成算法的基础上,采用数据并行思想和MPI编程模型对缓冲区算法的并行化实现和优化方法开展研究。实验结果显示,与ArcGIS Buffer工具相比,（1）当缓冲区结果多边形不合并时,虽然串行缓冲区算法的时间开销较高,但可轻易通过并行方式实现加速。（2）当缓冲区结果合并时,本文算法要明显优于ArcGIS Buffer工具,并且经过优化的并行缓冲区算法表现出了更高的计算效率和更大规模的数据处理能力。因此,基于几何部件缓冲区域合并的Buffer算法具备一定的实用价值,本文提出的按结点数量的任务分解方法和进程间结果“树状”归并策略是对缓冲区算法进行并行优化的有效途径,对GIS中其他矢量分析算法的并行化及相关优化工作也具有一定的借鉴意义。     

GIS中矢量生成线目标缓冲区的实现

基于凸角圆弧法的思想,总结了矢量生成线目标缓冲区的几个核心问题如自相交多边形、缓冲区边界失真、不对称缓冲区的建立以及轴线自相交等,提出了针对不对称缓冲区两端的处理方法以及失真校正的一些相关算法。论述了利用该方法矢量生成线目标缓冲区的主要步骤。     

城市路网交通状态的改进Kriging估计方法

在非线性降维算法Isomap的基础上进行了改进,提出了一种基于度量多维标定法的空间变换方法。将原始网络空间中的路网距离转换为新欧氏空间中的近似路网距离,并在此距离度量基础上实现Kriging方法。通过对南昌市真实数据进行交通状态估计的实验发现,该方法比现有的基于欧氏距离度量的Kriging方法具有更高的估计精度,能够有效地解决交通领域中大规模路网交通运行状态监控的问题。     

一种自适应轨迹曲线地图匹配算法

地图匹配能够将车辆定位信息与路网电子地图相结合,是车辆导航系统中重要的定位技术.首先简要介绍和分析基于自适应模糊神经网络的C-Measure地图匹配算法及其优点,算法中的C-Measure用来度量车辆行驶在选定道路上的可能性大小.由于该算法着重于分析当前定位点信息,在复杂路网中会因为信息量的不足影响匹配精度.因此,为提高道路网中定位点的匹配精度,提出基于平均Fréchet距离和分层模糊控制技术的轨迹曲线匹配算法.该算法改进原算法的结构,并参考定位点的历史信息,引入平均Fréchet距离用以定义历史轨迹曲线间的距离;由于增加历史数据输入,导致模糊规则数目的增加,从而影响算法的运行效率.为简化规则,提高效率,采用分层模糊控制技术,而且对算法的学习律也进行改进.仿真结果表明改进后算法的有效性.     

一种个性化游览线路实时生成方法

针对目前众多旅游线路规划方法中存在的规划目标单一、非实时计算等问题,该文提出了一种用户自定义路线的实时生成算法。此算法将线路规划问题转化为基于无向图的GIS网络分析问题。首先,结合用户需求,将游览兴趣点的选取问题转化为0-1规划问题,借助贪心策略,确定最佳游览兴趣点集;其次,结合基础地理底图矢量数据,利用Dijkstra算法求解包含最佳游览兴趣点和路网节点间的最短路径,以此为约束,实施模拟退火算法;最后,优化兴趣点间的最佳游览次序,实现整体游览路径的规划。该算法已应用于2014年青岛世界园艺博览会,可根据用户自定义的游园参数,实时且高效地生成个性化的游园线路。     

顾及运动特征的北斗用户机模拟路径生成技术研究

根据北斗用户机模拟路径生成过程中存在的问题,首先,研究了一种基于距离关系解决离散路径连接问题的算法,其次考虑到北斗用户机的定位性能,提出了一种综合的路径压缩方法实现对其模拟路径的高质量压缩,并通过插值运算得到一系列有序点集,用于模拟北斗用户机在不同时刻的位置,方便模拟路径的生成。     

出租车载客热点精细提取的改进DBSCAN算法

随着城市化水平的提高和居民公共交通出行的需求增长,要求有更精细化的聚类方法提取出租车载客的热点区域。针对基于密度聚类在出租车数据聚类中存在的问题,设计一种基于路网约束的改进DBSCAN算法。该算法通过将行程距离引入DBSCAN算法中,改进原有DBSCAN算法在出租车数据聚类中存在的精细尺度聚类参数选择和设置困难问题,弥补现有聚类算法在出租车载客热点区域提取方面的不足。利用武汉市出租车GPS轨迹数据进行的实验结果表明,在加入道路约束后,算法在出租车载客热点区域的精确提取方面具有较好的效果。     

路网更新的轨迹-地图匹配方法

全面准确的路网信息作为智慧城市的重要基础之一,在城市规划、交通管理以及大众出行等方面具有重要意义和价值。然而,传统的基于测量的路网数据获取方式往往周期较长,不能及时反映最新的道路信息。近几年,随着定位技术在移动设备的广泛运用,国内外学者在研究路网信息获取时逐渐将视野转向移动对象的轨迹数据中所蕴含的道路信息。当前,基于移动位置信息的路网生成和更新方法多是直接面向全部轨迹数据施加道路提取算法,在处理大规模轨迹或者大范围道路时,计算量极大。为此,本文基于轨迹地图匹配技术,提出一种采用"检查→分析→提取→更新"过程的螺旋式路网数据更新策略。其主要思想是逐条输入轨迹,借助HMM地图匹配发现已有路网中的问题路段,进而从问题路段周边局部范围内的轨迹数据中提取并更新相关道路信息。该方法仅在局部范围内利用少量轨迹数据来修复路网,避免了对整个轨迹数据集进行计算,从而有效减少了计算量。基于OpenStreetMap的武汉市区路网数据以及武汉市出租车轨迹数据的试验表明,本文提出的路网更新方法不仅可行,而且灵活高效。     

缓冲曲线和边约束三角网辅助的缓冲区生成算法

本文在分析了已有的缓冲区生成算法后,提出缓冲曲线和边约束三角网辅助的矢理缓冲区生成算法。算法分两步,第一步生成作者提出的缓冲曲线,第二步将缓冲曲线切割组合的缓冲区。算法通过缓冲曲线切割在理论减少了参与切割的线段数目,将不可能成为缓冲区边界的线段在一开始就剔除;在第二步中,算法通过边约束三角网和环绕系数的传递将线段切割重组的过程优化,不相交的线段之间免去比较判断,从而为生成缓冲区一个快速完整的方案。     

一种基于缓冲区边界相向逼近求交模型的曲线间中心线生成算法

提出了一种基于缓冲区边界相向逼近求交模型的曲线间中心线生成算法,利用SuperMap Objects控件在VC＋＋环境下对算法性能进行了验证。实验结果表明,该算法具有编程实现难度低、中心线形态可控、可适应较复杂的曲线形态等优点。