基于Voronoi图的空间方向关系形式化描述研究(一)

空间方向关系形式化描述模型是空间方向关系研究的难点和重点，目前尚无完善的模型出现。首先提出了影响空间方向关系的两个因素目标：一是两目标群凸壳的直径；二是目标的可视性。论述了运用平面目标Voronoi科作为两目标指向线的“替身”来描述方向关系在理论上的可行性。本文的结论是：Voronoi图是描述空间方向关系的良好工具。     

基于空间关系认知的新模式地图设计——以路网构架图表达“一带一路”路线为例

地图所要表达的空间结构通常通过空间关系来建构和描述,包括距离关系、方向关系和拓扑关系。本文基于空间关系认知,从定名量表、顺序量表、间隔量表、比率量表4个量表分析了传统地图与新模式地图的空间关系分辨率的变化过程,并以路网架构图为例,对比了传统地图与新模式地图的认知效果,提出在制图中要重视认知效率和表现对象的细节程度。     

地图目标移位的空间关系维护

在分析有限元方法处理地图目标移位问题的基本思路和地图目标移位产生的空间关系冲突传播特征的基础上 ,提出了一个利用空间推理和有限元分析相结合的方法维护地图目标空间关系的算法     

GIS空间关系描述模型研究综述

空间关系是GIS的重要理论问题之一,在GIS数据建模、空间查询、空间分析、空间推理、制图综合、地图理解等过程中起着重要作用。目前国际上对空间关系的研究主要集中在空间关系的语义问题、空间关系描述、空间关系表达、基于空间关系的查询分析等方面。而其中对空间关系的描述更是见人见智。本文主要论述了空间关系描述的研究进展和成果。     

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。     

地图上居民地空间信息的特征度量法

地图的基本功能之一是载负和传输空间信息。地图空间信息量是衡量地图上空间要素及其关系与要素空间分布状况复杂程度的定量描述指标,可为制图综合和质量评价提供依据。本文以地图上居民地空间信息度量为研究对象,从地图空间信息的本质特征出发,结合空间信息认知的层次性特点,将居民地空间特征划分为三个层次,并相应地将其空间信息构成划分为：元素层次居民地面要素的几何形态信息、邻域层次相邻居民地的空间关系信息、整体层次居民地的聚群结构信息。进而,分别建立三个层次空间特征的定量描述指标,在此基础上建立基于空间特征的几何形态信息、分布关系信息和聚群结构信息度量方法。最后,通过试验分析验证了所提方法的合理性和优越性。     

空间方向关系形式化描述模型研究

空间方向关系形式化描述模型是空间关系研究的难点和重点，目前尚无完善的模型出现，因此进行其模型的研究意义重大。首先论述运用平面目标Voronoi图描述方向关系在理论上的可行性；然后详细阐述基于Voronoi图的空间方向关系形式化描述模型建立；为了验证模型的正确性，给出几个典型的算例；最后指出模型的优、缺点。     

手绘地图开域空间方向关系检索法

为满足智能化检索地理信息的需求,提出一种基于开域空间方向关系的手绘地图检索方法。首先设计了一种适用于手绘地图检索的开域空间方向关系描述模型。该模型通过开域既能自适应精确描述,又可通过松弛化策略模糊描述手绘对象间方向关系。提出基于开域空间方向关系的手绘地图检索流程,建立了R树空间索引和方向关系相似度计算模型,给出了输出结果的评价方法。采用实际数据的试验结果表明,该方法可在较大范围地图场景中有效检索到排名靠前的结果。     

自动制图综合中的线目标位移模型

数字地图制图环境下的自动综合是一个国际性的难题,其中地图要素的关系处理又是自动综合中的重点和难点之一,位移操作是关系处理的一个重要方法.本文以道路网的目标变形位移运用弹性力学思想进行理论和方法上的探讨,实现空间目标冲突的探测,进行目标的受力分析,运用平面杆件弹性体的受力变形模型,得到目标的位移量.该方法顾及目标间的空间关系,运用优化方法解决和控制位移的传播.     

空间关系的研究进展

空间关系是GIS的重要理论问题之一,在GIS数据建模、空间查询、空间分析、空间推理、制图综合、地图理解等过程中起着重要作用。目前国际上对空间关系的研究主要集中在空间关系的语义问题、空间关系描述、空间关系表达、基于空间关系的查询分析等方面。本文主要讲述了这几个方面的研究进展和成果。     

一种融合空间拓扑关系的室内无线定位方法

针对仅利用无线信号源和其发射信号强度定位会丢失待测位置与信号源之间固有空间关系的问题,提出了利用已知位置接收信号源发射的无线信号强度测量未知点的低成本室内定位方法。该方法深入分析了待定位点和无线信号源以及信号覆盖范围之间的空间关系,充分利用RCC-8空间关系模型进行无线定位。实验结果表明,采用这种融合空间拓扑关系的基于无线信号强度的室内定位方案能够优化定位流程,并在测得位置中反映待测点和信号源之间的相对空间关系。     

SPATIAL OBJECTS AND SPATIAL RELATIONSHIPS

Spatial object and spatial relationship are two basic concepts of GIS.Spatial object is the digital representation of geographical entity or phenomenon,which forms the basis for data management and analysis;spatial relationship is theconnexion between spatial objects when geometric properties are considered.Thecommonly used classification of spatial objects as points,lines and areas is mathe-matically strict,and suitable for data management,but a bit too generalized forrepresenting real entities and extracting spatial relationships.A good classificationmodel should not only be good for representing real entities,but also good for re-vealing spatial relationships,therefore good for formalizing spatial analyses.     

三维空间中简单线与体之间的拓扑关系研究

三维空间对象的拓扑关系对于研究三维空间对象的操作及其算法至关重要。本文在详细研究拓扑关系的9-交和4-交模型的基础上,指出了它们在表达简单线与体拓扑关系上的局限性,9-交模型的线性相关性以及4-交模型的不完备性。进而提出简单线与体拓扑关系表达的扩展4-交模型,运用扩展4-交模型详细分析了简单线与体的拓扑关系,并给出图示。接着对所提扩展4-交模型线性无关性及完备性进行了论证。最后对所提出的扩展4-交模型进行了总结性说明。     

3DGIS中空间对象的存储与快速查询

空间对象的存储和快速查询是三维地理信息系统研究的基本问题。本文采用面向对象的方法将三维空间对象抽象为点、线、面、体四类,点对象用一个坐标点(x,y,z)来表示,线对象用一组首尾相接的线段表示,面对象与体对象用三角网表示,然后采用SQL Server 2005来组织存储数据。为了提高空间数据库的检索速度,作者编程实现了线性八叉树空间索引,应用程序采用目前比较流行的ADO.net技术来访问数据库。     

空间域分割的机载LiDAR数据输电线快速提取

机载LiDAR具有快速、直接获取地物3维坐标的能力,在电网高压输电线路安全巡检中具有较大的应用前景。论文针对机载LiDAR输电线智能巡检的需求,提出并实现了一种基于空间域分割的LiDAR点云数据输电线自动提取方法。该方法首先利用高程直方图统计法去除地面点,再次利用点云密度差异剔除杆塔,根据相邻线之间的距离差和相邻层的高程差进行单根输电线分离。最后,采用多项式模型在3维空间中重构每根输电线空间坐标。实验结果表明该方法能够快速自动地提取多个杆塔之间的多根输电线数据,具有一定的工程应用价值。     

基于空间关系约束的虚拟高速铁路场景建模研究

在虚拟地理空间中开展复杂科学实验和管理分析,是目前及未来发展的一个重要趋势。本文对高速铁路场景中的线路、地物和地形对象的关系进行了详细分析,提出了基于空间关系描述的虚拟高速铁路场景建模方法。通过XML标记语言对线路、地物和地形的空间关系进行统一描述,引导和规范场景建模过程中的模型点位计算和地形处理过程。详细讨论了虚拟高速铁路的场景建模流程、场景对象空间关系定义、模型点位计算方法以及地形处理方法,并选择案例区域进行试验。试验结果表明该方法能够有效地理清虚拟场景中各种对象间的关系,从而可以快速建设符合现实标准的、具有高度仿真感觉的虚拟高速铁路场景。     

空间目标方向关系的定性扩展描述

由于空间问题固有复杂性不确定性，空间关系的描述和推理普遍采用定性方法以符合人们的空间认知行为，方向关系是一类重要的空间关系，用以确写目标的方位，以往的方向关系描述模型通常将空间目标作为一个抽象点，或者用目标的最小外接矩形表示目标，这两种方法都丰在明为不足，为了更细致，准确的描述方向方法，文章提出一种方面关系描述的分层多处理方法,在以点，线，面为参照目标的空间目标间建立方向关系描述的3层模式结构，每层模式又由基本方向关系描述，推理模型和方向关系描述，推理化模型组成，从而扩展了方向关系的描述。     

沿海矿山生态环境修复中遥感影像自动配准方法的应用

本文从遥感影像解译角度出发，浅析遥感影像解译在沿海矿山生态修复调查中的作用，概略梳理沿海矿山生态修复遥感解译的基本方法，针对基于光学遥感图像配准技术存在的问题，提出了一种利用对象区域形状特征的配准方法。本文采用分割方法提取基准图像和待配准图像中具有结构性的小区域，按照小区域的属性与几何形状特征进行匹配，利用空间关系做控制约束，查询正确的同名小区域对，提取小区域的中心点作为匹配控制点对，解算仿射变换模型参数，有效解决影像间的自动配准问题。采用该方法对实际光学影像进行试验，取得了良好的试验结果与实用价值，为沿海矿山生态修复调查工作中确定矿山空间位置与设计方案提供了保障。     

关键点检测的复杂建筑物模型自动重建

利用机载LiDAR点云数据进行建筑物重建是当今摄影测量与遥感领域的一个热点问题,特别是复杂形状建筑物模型的精确自动构建一直是一个难题。本文提出一种基于关键点检测的复杂建筑物模型自动重建方法,采用RANSAC法与距离法相结合的分割方法自动提取建筑物屋顶各个平面的点云,并利用Alpha Shape算法提取出各个平面的精确轮廓,根据屋顶平面之间的空间拓扑关系分析建筑物的公共交线特征,在此特征约束下对提取的初始关键点进行修正,最终重建出精确的建筑物3维模型。选取不同类型复杂建筑物与包含复杂建筑物的城市区域点云进行实验,结果表明该算法具有较强实用价值。     

邻接凸多边形方向关系计算及其推理

在对拓拟邻接凸多边形方向关系计算特殊性分析的基础上，提出了一个邻接凸多边形方向关系计算法和二维空间方向关系推理方法。与Voronoi图所表达的邻近拓扑关系相结合，该算法可以用于计算离散二维空间目标之间的方向关系。