曲边多边形中轴提取的新方法

针对现有多边形中轴提取方法在处理复杂图形和特殊图形上有较大困难的不足以及中轴连通性和位置准确性难以保证等问题,提出了一种曲边多边形中轴提取的新方法。首先在简单多边形的基础上进行拓展,提出曲边多边形的概念,并相应地定义了曲边多边形的中轴,然后在栅格距离变换的基础上引申出最近边缘点集距离均值变换,最后结合曲边多边形中轴点的特征和距离变换的原理制定出高效中轴点判定规则,利用种子点生长判别法提取曲边多边形的中轴,并给出具体实现步骤和流程。通过多组不同类型多边形及道路网与河网的实例验证,新方法不仅能适用于各类多边形,且能较好地抑制图形边界噪声的干扰,提取出具有良好的光滑性、准确性和连通性的多边形中轴,弥补了传统方法的不足。     

复杂多边形中轴构建方法!

多边形中轴是指与多边形不同边(或边的延长线)上的两个或两个以上点等距离的点轨迹。多边形中轴的图形结构表明,在多边形凸顶点处存在中轴线,而在凹顶点处不存在中轴线(中轴线在多边形外)。采用左右点法实现对多边形顶点凹凸性的判断,进而定义和标注多边形不同边界线段。借助ArcGIS软件,提出了构建任意复杂多边形中轴的两种逼近方法:一种是基于Voronoi图的矢量方法;另一种是基于欧氏距离区域分配的栅格方法。实验表明这两种方法都是有效的、可行的。     

本期导读

我国发射射电卫星的作用及关键技术研究(刘经南,等)一文论述了我国发射射电卫星对于天文学和射电天文方法的发展、我国月球及深空探测计划、大地测量和天文地球动力学的研究和发展等方面的意义;根据VLBI卫星的技术和应用特点,分析了射电望远镜及相关设施的技术要求和指标,比较全面地分析和总结了VLBI卫星及相关设施的关键技术和方法。论多边形中轴问题和算法(胡鹏,等)一文比较了当前国内外GIS中和计算几何中关于多边形中轴的定义,讨论了它们的主要特点,指出多边形中轴应是到两个以上边距离相等点的轨迹,并据此分析了相应的各种算法和实…     

射线法判断点与包含简单曲线多边形关系的完善

点与多边形关系的判断问题一直是计算机图形学中的基本问题之一,目前判断点与多边形关系的射线法只考虑多边形边界全部由直线组成,而在实际应用中,多边形边界经常包含简单曲线。本文以圆弧为例,在分析已有射线法基础上,提出对射线法的完善算法,解决了点与包含圆弧的复杂多边形关系的正确判定。     

从三维点云中自动提取隧道几何特征线

三维激光扫描技术为大型交通工程的全三维表面量测提供了一种有效的技术手段。但是面对扫描输出的海量原始点云数据,如何从中快速、精确地提取工程几何信息就变成一个亟待解决的问题。文中设计了一种从三维点云中自动提取隧道几何特征线的方法,仅以带有三维坐标的点云数据输入,不需提供额外的隧道相关参数,根据隧道表面法向与隧道中轴走向、隧道断面之间的几何关系,自动跟踪中轴线并确定截面方向,截取断面轮廓线。适用于弯曲型隧道,能够根据隧道走向精确调整中轴线方向和截面法向,在实际工程应用中具有较强的实用性。     

改进的邻近四点法建筑物多边形化简算法

针对应用邻近四点法化简建筑物多边形时因实际数据的复杂性及该算法的不完善出现的效率下降和准确性降低问题,该文提出了一种基于邻近四点法建筑物多边形化简的改进算法。该方法排除了冗余点的干扰,避免运算耗时;细化了基本处理单元的分类,避免遗漏特殊结构类型基本处理单元的处理;对建筑物多边形进行了分类及实时标记,以达到在同时考虑基本处理单元和建筑物多边形的情况下实现建筑物多边形化简的目的。实验结果表明:此改进算法更加实用化,且提高了建筑物多边形化简的效率和准确性。     

支持地图综合的面状目标约束Delaunay三角网剖分

针对我边形面状目标的综合问题,建立了二维空间中约束Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网剖分结构,融入多边形的环、岛屿、边界、顶点的描述,通过形式化条件检索,在该结构上提取二维空间中各种感兴趣的由剖分三角形组成的区域,用于支持地图综合中邻近多边形的搜索、多边形弯曲部位的识别、冲突关系探测、多边形合并等操作。并对其于骨架线的图结构建立、分枝宽度计算等几何问题进行了详细讨论,指出了其在诸如双线河中轴化、街道中轴线网络     

支持地图综合的面状目标约束Delaunay三角网剖分

针对多边形面状目标的综合问题,建立了二维空间中约束Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网剖分结构,融入多边形的环、岛屿、边界、顶点的描述,通过形式化条件检索,在该结构上提取二维空间中各种感兴趣的由剖分三角形组成的区域,用于支持地图综合中邻近多边形的搜索、多边形弯曲部位的识别、冲突关系探测、多边形合并等操作。并对基于骨架线的图结构建立、分枝宽度计算等几何问题进行了详细讨论,指出了其在诸如双线河中轴化、街道中轴线网络模型建立、多边形合并中的邻近关系分析、面状目标注记自动定位领域的支持作用。     

国土资源调查数据地图综合狭长图斑的中剖分处理

国土资源调查获得的土地利用图在服务不同层次、不同级别国土规划管理应用中,面临着多级数据库建设与地图综合缩编的任务需求.土地利用图中狭长图斑的中轴化是其中不可缺少的关键操作之一.针对土地利用数据全覆盖、无重叠、无缝隙及语义上多层次的特点,本文提出一种密集覆盖多边形数据的中轴化处理与拓扑关系维护的方法,用“剖分”与“归并”的思想模拟邻域多边形的扩张过程.本文算法实现建立在Delaunay三角网数据结构上,兼顾了语义相似关系的影响,经第三次国土资源调查成果的检验,本文所述中轴化及拓扑维护方法能够满足土地利用图综合实际生产的需要.     

顾及邻近五点的建筑物多边形化简方法

针对传统的建筑物化简算法无法准确保持建筑物局部细节几何特征，容易产生尖锐凸角等问题，提出了一种基于邻近五点的建筑物多边形化简方法。通过将多边形边界上的邻近五点定义为基本处理单元，实现对建筑物边界Z形平行、Z形不平行、U形平行、U形不平行的4类几何模式划分，进行渐进式化简，并针对化简过程中产生的尖角顾及角度约束对其削尖。对某地区部分1：1万实际建筑物多边形数据进行试验，结果表明，所提算法在保持建筑物基本几何形态特征的基础上，能够尽可能地避免尖角的产生，化简结果更加符合人类的视觉认知。     

对地观测技术的发展历史、现状及应用

本文介绍了对地观测技术的历史和现状,并针对部分国家(美国、法国、日本、中国)的对地观测技术的发展现状和策略进行分析。美国EOS计划和ESE计划的实施极大地推动了对地观测技术的发展,同时也推动对地球科学事业的发展;法国以高分辨率SPOT卫星系列为其对地观测技术的特色;日本制定了对地观测技术的基本发展策略;中国作为发展中国家,在对地观测技术方面的发展起步较晚,但发展势头迅猛。此外,笔者以滑坡灾害系统为例说明了对地观测技术在地球系统科学研究中的应用及技术优势。     

面向对象的复杂多边形裁剪实现

本文在已有多边形裁剪算法的研究基础之上，提出了包含圆弧段的复杂多边型裁剪方法。该方法中的被剪切对象是较为复杂的几何实体，包括圆弧以及带有圆弧边界和带有洞的复杂多边形对象，其中剪裁窗口可以为凹多边形或凸多边形。     

利用自适应分块的任意多边形三角剖分算法

三角剖分算法是计算几何领域中的重要课题之一,针对现有多边形三角剖分算法大多不能同时兼顾算法的简单有效性、适用性以及三角网的质量问题,提出一种基于自适应分块的任意多边形三角剖分算法。多边形的自适应分块区别于传统的格子分块,它充分顾及了多边形边作为剖分三角网约束边这一特点,通过选择原始多边形一定数量的边,并对这些边构建最优三角形,将原始多边形分割成若干个小的简单多边形,这些简单多边形之间通过三角形进行连接。至此,原始多边形的三角剖分直接转化为这些简单多边形的三角剖分,这样由一条边寻找一顶点构建最优三角形,直接在该边所在的简单多边形内进行搜索,大大减少了点的搜索范围,提高了算法效率。利用基于边优先的多边形三角剖分算法对分块后的小多边形进行三角剖分,从而完成整个多边形的三角剖分。算法具有适用性广,剖分三角形网形稳定、最优,思路简单,易于实现,执行效率高的特点,最后通过实验证明了本算法的科学性和先进性。     

支持突发事件应急反应的建筑物内部交通网络分析

应用基于节点关系的3维拓扑数据模型,建立了建筑物内部通道的几何网络,较详细地讨论了走廊多边形的中轴线求取算法。然后基于图论算法对建筑物内部通道情况进行分析,并给出分析结果的3维表示。该方法对基于GIS的多层建筑物内的突发事件应急处理系统具有参考作用。     

用于DCS的任意多边形截幅方法

在DCS中,对绘图数据不仅需要有矩形截幅功能,而且还常常碰到需要进行任意多边形截幅的情况。本文引入了广义多边形截幅窗口的概念,提出了一种以方位角判别点与多边形关系的方法;为了提高截幅运算的速度,给出了适用于DCS的自动生成截幅窗口的原理和方法,最后还讨论了对圆形符号进行截幅处理的问题。使用本文提出的任意多边形截幅方法不仅使DCS的图形处理功能更加完善,而且可改进采样方法,避免了地籍图上跨越界址线的地物符号可能出现的不合理现象。     

图斑群合并的渐进式方法研究

图斑合并（聚合和融合）是专题地图综合中一个很重要的任务。将小于面积阈值的图斑群的空间视觉冲突分为四类,针对不同的类型采取不同的策略,重点讨论了邻接小图斑群的渐进式合并方法。该方法有效地简化了整个计算过程,提高了计算效率,并使得合并前后的变化值达到最小。     

空间知识挖掘的自然面群聚集度聚类方法

空间聚类是挖掘空间知识的重要手段之一。针对现有方法难以处理几何、分布特征差异大的面群聚类问题,本文提出了一种面要素分布密度的描述参数—聚集度,并设计了一种自然面群聚类方法。首先,分析了面要素分布密度的影响因子,定义了聚集度的概念,设计其计算方法并验证其有效性及优势;然后,基于聚集度和边界最短距离建立相邻面从属关系,识别聚类中心,完成初始群组的构建;最后,围绕群组特征设计了边缘检测和群组合并模型,实现了邻近相似群组的合并。试验表明,相较于最小生成树、强度函数聚类方法,本文方法兼顾几何特征、分布特征的复杂性,有效提升了自然面群的聚类效果。     

边界为简单多边形的离散点Delaunay三角剖分及可视化研究

简单多边形的Delaunay三角剖分,在计算机图形学及地学问题三维建模领域有着广泛地应用。本文提出了一种不需要判断多边形的凹凸性,直接对多边形建立最大凸包,在建立凸包的基础上建立Delaunay三角剖分的方法,设计了一个有效的数据结构。在剖分的基础上,去除三角形的内切圆圆心在多边形内的三角形即可得到满足需要的三角剖分。为了提高处理大规模数据的速度,实验中对数据进行了分块处理,提高了建网的速度。最后利用OpenGL技术实现了剖分后的地形三维显示。     

建筑物多边形化简及优化的自动方案研究

针对居民地地图形状化简的一个方面——建筑物多边形的化简,通过对综合规则的研究和居民地几何特征的剖析,提出一种与比例尺相关的切割实现建筑物多边形化简的方法,在Visual Basic6.0环境下实现了该算法,试验结果表明此方法在保持街区的形态特征上效果较好。