基于规则格网数据的区域边界矢量化算法

区域分析法是在作战测绘保障中研究战场环境的基本方法。特定区域的准确、详细的描述,需要获取区域矢量边界和建立区域之间的拓扑关系。以往通常采用等值线追踪算法获取描述区域的矢量边界,其结果在边界的自封闭性、完整性和建立拓扑等方面存在问题。文中就如何对规则格网数据所描述的区域通过二值化处理,运用八向邻域的有向判断策略,提出了一种获取描述区域矢量边界的算法。     

基于拓扑关系的不确定区域方向关系推理

利用宽边界区域对多种来源的不确定性数据建模,用确定区域的拓扑和方向关系组合描述不确定区域的拓扑和方向关系。根据拓扑关系和方向关系间内在规律,直接从不确定区域的拓扑符号描述中推理出方向关系的符号描述,是对已有推理方法的有益补充。     

空间拓扑关系定量描述与抽象方法研究

具有复杂形状的空间区域之间拓扑关系的表示与抽象是空间信息多尺度表达和可视化中必须解决的问题.本文讨论区域之间拓扑关系边界交集成分的定性描述方法,并在此基础上提出度量化边界交集成分描述方法,运用这种详细的描述方法,探讨空间区域之间拓扑关系抽象的规律,可为地图自动综合中空间关系的维护提供有关的理论基础.     

无拓扑矢量数据快速压缩算法的研究与实现

首先论述传统矢量数据压缩算法：道格拉斯—普克法，分析将其应用于多边形边界数据压缩所造成的图形失真现象，在此基础上提出一种针对无拓扑矢量数据的快速压缩算法，并在MapInfo环境中实现该算法。     

浅议带有内边界的多边形裁剪算法的追踪过程

任意多边形的裁剪算法在地图制图过程中和GIS空间数据处理中具有重要意义。本文依照Weiler-Atherton算法,在不带内边界的无拓扑关系任意多边形裁剪算法基础上,论述了带内边界的无拓扑关系任意多边形裁剪算法的步骤和裁剪子区域多边形的追踪过程,为研究更为复杂的任意多边形裁剪算法提供了思路,使Weiler-Atherton算法应用更为广泛。     

基于OpenMP的矢量空间数据并行拓扑算法设计与实现

高性能并行GIS逐渐成为GIS发展的新方向。矢量数据的复杂性使得一些并行GIS算法难以实现,从而无法满足并行GIS的发展要求。文中针对GIS算法中的拓扑算法,借助OpenMP编程模型,通过消除并行拓扑处理过程中的数据依赖,在单机多核的环境下设计并实现了矢量空间数据并行拓扑算法。通过实验对比串行拓扑算法和并行拓扑算法的处理时间和结果,验证了并行拓扑算法的正确性,同时证明并行拓扑算法能够在一定程度上提升拓扑处理的效率。     

栅格图形数据叠置分析方法及其在城镇规划中应用

本文介绍用栅格数据进行图形叠置分析的方法,提出矢量数据转换为栅格数据的链拓扑法、减少栅格数据存储量的编码方法、根据模糊综合评判原理建立多因素综合评价数学模型以及叠置评价结果的类型格网合并的边界跟踪算法,最后给出一个实例说明栅格图形数据叠置分析方法在城镇规划中的应用。     

简单矢量数据多边形裁剪问题的图模型

无拓扑信息的矢量数据多边形裁剪问题是解决GIS叠置分析的基础。本文借鉴GIS中弧段结点模型的思想，建立描述两多边形集合间裁剪问题的图模型，以解决现有算法实现在处理大数据量裁剪时暴露的问题。本模型运用图中定义的顶点和边分别表示结点和弧段，使集合间实体的关联性得以增强，结果区域边界的重组过程得到简化。针对海量数据的存取特性，设计并实现了该模型的数据组织方式及其构建算法。最后以大数据量GIS叠置分析为例, 将本文实现与Vatti算法实现加以比较，实验表明，本实现在进行大数据量的两多边形集合裁剪时效率较高；同时，程序具有合理调配其内存空间中栈和堆资源使用的能力，这使其健壮性强于后者。     

World Wide Web(WWW)上矢量地图数据的多分辨率传输算法

提出一种用于网络环境下多分辨率传输矢量地图数据的算法,此算法采用"点删除"技术用于多分辨率描述原始的矢量地图数据,而且能够避免空间对象的自相交和维护拓扑关系的一致性.以此算法为基础开发了一个Client/Server结构的实验软件,在实验结果的基础上评估了该算法对提高网络环境下矢量地图数据传输效率的效果.实验结果表明该算法用于矢量地图数据的多分辨率快速传输是有效的.     

一种利用多维目标分割比的矢量图形匹配算法

图形的旋转、缩放、平移(rotate,scaling,translation,RST)以及边界微形变是影响矢量图形匹配结果的主要因素,也是评价形状描述算法优良的标准。针对以上因素,提出了一种多维目标分割比的矢量图形匹配算法。该算法通过对矢量图形构建特征线的方式实现形状特征的提取,准确描述面目标要素的形状特征,度量要素间的形状相似性。以2 000个真实地理实体的矢量图形作为匹配标准库,随机选取半数图形作为待匹配图形,对其采取不同程度的RST变换和边界简化,然后与标准库做匹配试验,并与其他图形匹配算法进行对比。试验结果表明,所提出的算法具有更高的匹配准确率,具有RST不变性和形变鲁棒性,可以精准识别矢量图形的形状。     

城镇土地调查及宗地图成图方法研究

阐述了城镇宗地权属调查和宗地草图的绘制方法,并综合利用GPS、RTK技术和全站仪进行地籍控制测量和碎部测量,得到碎部点和界址点的坐标。通过南方CASS自动化成图软件利用测得的碎部点编制矢量化地籍图,将外业获得的宗地草图和测得的矢量化地籍图对照,把宗地草图上的地籍要素标注到矢量化地籍图上,形成符合标准的地籍图。     

边界约束最大p区域问题及其启发式算法

针对城市空间内的自动化分区，顾及空间域边界对于分区结果的约束效应，提出一种边界约束最大p区域问题。在最大化区域个数p前提下，针对单元与多个边界交叉产生的单元从属不确定性，设计一种顾及空间单元从属不确定度的单元差异性加权目标函数。并在满足阈值约束等最大p区域问题原有约束下，增加若干边界约束，保证形成的区域一般在某个边界之内，若需跨越多个边界，则需涵盖整个边界。针对该非确定性多项式难题设计并实现一种基于禁忌搜索的启发式算法，并在模拟数据和实际数据集上进行实验。实验结果表明，该方法可以使科研和实验人员能够将现实世界中的边界约束灵活地加入到分区问题的模型中，以对最大p区域问题的求解结果进行更为实际的控制。     

面向带洞面状对象间的拓扑关系描述模型

为研究带洞面状对象间的拓扑关系,提出了一种25IM(25交集模型)。以点集拓扑理论为基础,对带洞面状区域的内部、边界和外部进行定义。分析了9IM(9交集模型)在表达带洞面状对象间拓扑关系方面存在的问题,将带洞面状对象分为内部、外边界、内边界、外边界外部、内边界外部共5部分,提出了一种5×5的矩阵模型,即25IM。基于点集拓扑理论,定义了8条规则来排除不符合逻辑的拓扑关系。基于25IM,对8种基本拓扑关系:相离、相接、重叠、覆盖、包含、相等、被覆盖和被包含,进行细分描述。结果表明,本文提出的25IM能够更为详细地表达带洞面状对象间的拓扑关系。     

Sub-pixel land-cover mapping with improved fraction images upon multiple-point simulation

Outputs of soft classification inherently contain uncertainty. As an input for the sub-pixel mapping (SPM) method, the uncertainty is propagated to SPM result especially the boundary region between classes. Therefore, reducing the uncertainty within the outputs of soft classification is worth exploring. This paper firstly utilizes multiple-point simulation (MPS) through training images for characterizing the spatial structural properties of a surface object/class. Consequently, MPS results are used to increase the accuracy of the fraction image of the surface object/class. The improved fraction image then inputs to the SPM method for producing the land cover map with finer spatial resolution. In order to validate the proposed method, a remotely sensed image from Landsat TM 30 m over the Qianyanzhou red earth hill region in China is used. This experimental study not only compares the results from SPM with improved fraction images with MPS and results from SPM with original fraction images, but also investigates the performances of different soft classifiers. It has been demonstrated that this proposed method is an effective way to reduce the uncertainty in outputs of different soft classification, increase the recognition accuracies of boundary regions and thus increase the accuracies of SPM simulated images.     

Contributions to a quality description of areal objects in spatial data sets

In this paper, we present a quality evaluation of two-dimensional building acquisition. We propose methods for identification and quantification of differences between independently acquired regions, and we present a systematic classification of those differences. Differences between acquired sets R_j={r_i}_j of region r_ij depend on the context of observation, on the technique of observation, etc. We distinguish topological and geometrical differences. Topological differences refer to the interior structure of a set of regions as well as to the structure of the boundary of a single region. Geometrical differences refer to the location of the boundary of a single region or of a set of regions, independent of their representation and of the structure of the boundaries.Identification of differences requires a matching of two data sets R₁ and R₂, which is done here by weighted topological relationships. For the identification of topological differences between two sets R₁ and R₂ of regions, we use the two region adjacency graphs (RAGs). For an identification of geometrical differences, we use the zone skeleton between two matched subsets r_p1 and r_q2 of the given sets. The zone skeleton is labeled with the local distances of the corresponding boundaries of the subsets; especially, we investigate its density function. An example based on two real data sets of acquired ground plans of buildings, shows the feasibility of the approach.     

基于区域特征的高分辨率遥感影像变化检测研究

传统像素级变化检测往往忽略邻近有意义的整片区域的空间、纹理、结构等信息,对高分辨率遥感影像具有很大的局限性。本文利用面向对象的思想,提出了一种基于区域特征的特定目标变化检测方法。该方法的技术流程包括:数据预处理;同质区域获取;区域特征选择;同名区域搜索;区域特征比较;变化检测精度评价及变化显示。利用提出的方法对伊朗2003年地震前后的巴姆古城标志性建筑进行检测,总体精度达到89.73%。     

ROOF BOUNDARY EXTRACTION USING MULTIPLE IMAGES

Urban area building extraction is one of the most challenging problems in photogrammetry. Well-extracted buildings are needed for a variety of applications, such as cartography, building GIS databases for cities, and urban planning. This paper presents a new technique to extract 3D building wire-frames using a robust multi-image line-matching algorithm. Although one pair of images is adequate to find the 3D position of two visibly corresponding image features, it is not sufficient to solve the general building extraction problem due to obscured parts in the building. Four images are used in this research to extract the building wire-frames. First the images are segmented into regions. Regions are then classified into roof regions and non-roof regions based on their size, shape, and intensity values. The roof region boundary pixels are located and used to find the region perimeters. Region correspondence is solved in a pair-wise mode over all images using the epipolar constraint, region size, region shape, and region intensity values. Image lines within the corresponding regions are matched over all images simultaneously by first creating a plane for each region line. Planes are then intersected simultaneously and geometric consistency is used to determine acceptance or rejection. Results with high overlap and sidelap aerial images are presented and evaluated. The results show the completeness and accuracy that this method can provide for extracting complex urban buildings. The average coordinate accuracy is about 0·8 m using 1:4000 scale aerial photographs scanned at 30 μ m. Six buildings were examined; the line detection rate is 98%.     

不确定区域间拓扑关系定性推理

提出不确定区域间拓扑关系的组合描述法,它对拓扑关系的描述能力与扩展九交完全相同.但组合描述模型的优点在于用已有的5种面/面基本拓扑关系的组合来表示44种不确定区域间的复杂拓扑关系,可以把44种复杂拓扑关系的推理转化为5种基本拓扑关系推理的组合,从而实现不确定区域间拓扑关系的推理.     

基于区域划分的屏幕饱和度计算模型

为解决现有屏幕饱和度计算模型浪费计算资源,计算结果与实际有时不符等问题,提出了一种基于区域划分的屏幕饱和度计算模型。该方法的主要步骤是:①针对空间目标进行自适应聚类,获取空间目标的疏密分布;②境界,高等级水系,高等级道路联合构建拓扑形成拓扑面,拓扑面与聚类结果进行叠置分析,形成待计算划分区域;③对划分区域分别进行屏幕饱和度计算。实践表明,该方法通过对划分后的可见小区域分别计算,有效弥补了原方法的缺陷。     

高斯混合模型自动阈值法遥感冰川信息提取

利用阈值法进行遥感地物提取效率高、准确率高,但是在阈值的选取方面,传统的手动选取阈值,自动化低,需反复试操作,且易受主观因素影响。文中通过期望最大算法对局部冰川区域归一化雪覆盖指数建立高斯混合模型,去除区域内的混合像元类,再利用高斯混合模型模拟纯净化后的冰川类、非冰川类的NDSI分布情况,根据改进后的高斯混合模型分布情况,自动计算出区域内的冰川提取阈值。本文对不同海拔的3个区域进行算法实验,然后将新疆哈密的哈尔里克山冰川提取边界与冰川编目数据进行对比验证。研究结果表明,该方法自动计算的冰川提取阈值结果可靠、精度高,在差异较大区域仍较稳定,有一定的应用价值。