基于安全事件的三维场景自动建模方法

安全事件具有发生地点随机、范围广、突发性、实时性等特点,传统的手工建模无法满足安全事件在较大区域内任意地点快速搭建三维场景的需要.为了解决上述问题,本文提出了一种基于矢量数据的三维场景快速自动建模方法.主要实现以下功能:1)矢量数据经过矢量数据解析、墨卡托投影、多边形三角化、白模生成、纹理生成等过程,快速生成大规模三维建筑物模型;2)基于Gaea Explorer平台设计并实现了大规模模型数据的瓦片快速调度方法,在三维地球中自动加载当前视角内建筑物模型集合,实现了较大区域内任意地点三维场景的自动快速搭建和场景的流畅切换.实验结果表明,本文提出的基于矢量数据的三维场景自动建模方法可以满足社会安全事件模拟的需要.     

制图综合中建筑物多边形的合并与化简

讨论了数字环境下顾及建筑物矩形几何特征的多边形自动综合算法,针对多边形之间的拓扑邻近与视觉邻近两种空间关系,提出了基于矢量和基于栅格的两种建筑物多边形合并方法。关于建筑物形状的化简,本文提出了矩形差分方法,并在此基础上建立了建筑物多边形化简的层次化途径。     

制图综合中建筑物多边形的合并与化简

讨论了数字环境下顾及建筑物矩形几何特征的多边形自动综合算法,针对多边形之间的拓扑邻近与视觉邻近两种空间关系,提出了基于矢量和基于栅格的两种建筑物多边形合并方法。关于建筑物形状的化简,本提出了矩形差分方法,并在此基础上建立了建筑物多边形化简的层次化途径。     

顾及路网结构保持的城镇居民地自动综合

以往居民地自动综合的研究多集中于建筑物的多边形化简,较少考虑到其与街区、道路网的联系。提出了顾及路网结构保持的城镇居民地自动综合模型,此模型包含道路选取和街区内部结构概括两方面。前者基于网眼密度并结合路划功能选取道路数据,用于街区合并;后者则主要涉及建筑物多边形化简,通过改进矩形差分组合方法,在原有面积阈值的基础上添加距离阈值,并提供新的分层化简思路。以1:1万地图数据到1:5万比例尺的自动综合实验验证了本文算法的可行性和有效性。     

曲线演化理论的建筑物要素简化方法

针对在制图综合中,建筑物要素的简化一方面应逐步去除细节以达到简化目的;另一方面应保持其直角、面积、位置等特征,以符合空间表达和认知的基本规律这一问题,该文基于曲线演化理论,通过构造曲线的演化函数,提出建筑物要素自动连续简化的方法。利用曲率演化的思想,使多边形形状逐步规则;利用常值演化的方法保持多边形的面积;利用角度和重心的定义,保持多边形的直角特征和位置。实验结果显示,提出的简化方法能在连续尺度上进行自动简化,能保证建筑物多边形的直角、面积、位置等特征。     

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。     

一种连续直线自动合并为多边形的算法

在地图矢量化或自动综合过程中经常需要处理连续直线融合为多边形的问题。在GIS程序开发的实践过程中提出了一种高效的自动合并算法。实验结果表明,该方法具有高效、准确的特点,可应用于矢量化、多边形自动综合等场合,具有一定的实践推广价值。     

大区域三维建筑白模建设及关键技术研究

在各种虚拟现实技术的应用中,白模是一个非常重要的基础数据。本文介绍了以自行开发的批处理程序为工具,以地理国情普查成果为主要数据源的建设大型城市三维建筑白模的解决方案,为白模数据的制作提供了很好的参考案例。     

建筑物白模倾斜纹理自动配赋

基于SWDC-5倾斜影像和POS数据、结合机载Li DAR点云建立的房屋白模,研究建筑物房屋模型纹理自动配赋的方法和流程。采用POS辅助倾斜像片直接地理定位方法获取像片的粗略外方位元素;基于摄影测量基本原理,采用房屋面角点判断法和面积计算法,选择最优像片,并通过遮挡判断、纹理纠正与编辑,实现房屋模型纹理自动配赋。经实测数据验证,该纹理配赋方法正确、可行。     

基于拓扑构建的多边形区域间运算的新方法

提出了一种新的直观的方法进行多边形区域之间的运算。首先将需要计算的多边形区域的边进行自动拓扑构建,利用多边形区域的边将平面划分为n个小多边形区域;然后生成这些多边形区域的内点,通过判断小多边形区域的内点是否在原始多边形区域内来确定小多边形区域是否选取;最后合并选取的小多边形即为所求。试验结果表明,该方法思路清晰、鲁棒性强,在GIS中得到了有效的运用。     

基于蚁群算法的土地利用(图)图斑合并方法

很多地图综合问题可以应用优化算法解决,土地利用(图)图斑合并也可以看作是一个优化问题。本文提出了基于蚁群算法的土地利用(图)图斑合并方法。实验结果表明,基于蚁群算法的图斑合并方法优于普通的迭代方法,该方法使综合后各地类面积变化较小且图斑紧凑性较好,是解决土地利用(图)图斑合并问题的一条可行之路。     

Proximity-based grouping of buildings in urban blocks: a comparison of four algorithms

Grouping of buildings based on proximity is a pre-processing step of urban pattern (structure) recognition for contextual cartographic generalization. This paper presents a comparison of grouping algorithms for polygonal buildings in urban blocks. Four clustering algorithms, Minimum Spanning Tree (MST), Density-Based Spatial Clustering Application with Noise (DBSCAN), CHAMELEON and Adaptive Spatial Clustering based on Delaunay Triangulation (ASCDT) are reviewed and analysed to detect building groups. The success of the algorithms is evaluated based on group distribution characteristics (i.e. distribution of the buildings in groups) with two methods: S_Dbw and newly proposed Cluster Assessment Circles. A proximity matrix of the nearest distances between the building polygons, and Delaunay triangulation of building vertices are created as an input for the algorithms. A topographic data-set at 1:25,000 scale is used for the experiments. Urban block polygons are created to constrain the clustering processes from topological aspect. Findings of the experiment demonstrate that DBSCAN and ASCDT are superior to CHAMELEON and MST. Among them, MST has exhibited the worst performance for finding meaningful building groups in urban blocks.     

顾及外拓扑的异构建筑三维拓扑重建

分析了异构建筑在三维拓扑重建中的问题,依据拓扑数据模型的需求,提出了基于顶图、底图和结构图的自动拓扑重建算法,该算法能够有效地对异构建筑进行整体三维拓扑重建,不仅保留了建筑内每一实体单元的内拓扑,同时也兼顾了实体间的外拓扑。基于该方法,设计并开发了三维地籍管理系统中的数据生成模块,以深圳市某小区为实验区,验证了算法的可行性及有效性。     

基于层次性邻近分析的农用地分等数据库综合

以农用地分等数据库综合为例,提出了图斑归并同时顾及几何距离和多种专题属性的层次性邻近分析方法,及基于层次性邻近分析的多边形聚合和融合方法,并以实例验证了其有效性.     

一种基于条件极值的建筑多边形直角化的方法

在地图综合中,许多建筑多边形化简的方法都是针对于直角多边形的,建筑多边形的直角化也是地图数据在进入GIS之前对数据完整性检验的必经过程.本文介绍了一种利用条件极值来计算直角地物中各点坐标改正数的方法.该方法成功用于大比例综合缩编软件GenTool,并获得了满意的效果.     

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。     

多因子影响的地图居民地自动聚群与综合研究

提出了地图综合目的的居民地聚群需要遵循Gestalt的邻近性、相似性和方向性原则,描述居民地结构、形态及其关系需要6个因子,即居民地间的距离、可视区域面积、大小相似度、形状相似度、方向关系、居民地内部方向;进而运用这些原则和因子,给出了居民地的自动聚群和综合方法.     

顾及上下文的线状目标实体派生方法

针对制图自动综合中发现的线面数据存在的没有构建空间实体拓扑问题，本文提出一种顾及上下文的线状目标实体派生方法。首先，对围墙线、附属设施和建筑物建立空间拓扑邻近关系，对直接邻近群组进行聚类，然后，将其划分为3种模式，即两个围墙之间的拓扑连接、围墙与建筑物之间的拓扑连接及建筑物邻近的悬挂围墙线与建筑物之间的拓扑连接；最后，对这3种模式分别采用各自对应的最短路径、外轮廓线以及最近点的拓扑连接方法进行连接。以福建省数据为例进行试验，本文方法能够有效构建空间实体拓扑连接，有助于提高地图自动综合，同时能够满足生产实践的要求，具有很高的实用性。     

直线排列建筑物群渐进式典型化方法

地图综合中,建筑物群的排列结构是需要重点考虑的因素。当不同排列的子建筑物群之间存在空间图形冲突时,这些建筑物群的综合就显得更为复杂。直线排列建筑物群的综合在大比例尺地形图上以典型化操作为主。本文提出一种相互之间存在潜在空间图形冲突的多个直线排列建筑物子群的渐进式典型化方法,渐进式地处理多个直线排列建筑物子群之间的空间图形冲突,保留建筑物群重要的直线排列结构;以建筑物表达的视觉图形约束为限制条件,自动确定典型化后的建筑物位置、形状、大小和方位。本文还研究了基于建筑物群空间邻近图的直线排列建筑物子群的自动识别方法,分析了这些直线排列之间的邻近关系和相交关系。最后,以1：5000地图上的建筑物群综合为1：25 000为试验对象,验证了所提出算法的可用性和有效性。