特征分类与邻近图相结合的建筑物群空间分布特征提取方法

建筑物群综合过程中需要对建筑物群空间分布特征进行认知和识别。本文在分析国内外相关研究的基础上,从描述建筑物空间特征的大量指标中,利用主成份分析方法,总结并提出了有代表性的建筑物空间特征指标集:凸包面积、紧密度IPQ指标、边数和最小面积外接矩形方向,并基于这些指标研究了建筑物群的分类。在利用最小生成树邻近图(MST)划分建筑物空间子群时,考虑了建筑物成群与所处地理环境(河流和道路等因素)的关系。另外,基于最邻近图(NNG)、MST、相对邻近图(RNG)和Gabriel图(GG)4种建筑物群邻近图,提出了自动识别具有特定空间排列建筑物子群的方法,并比较分析了识别结果的影响因素和可用性。最后,选择北京某地区建筑物群为试验对象,实现了对建筑物群的分类和空间聚类,并提取了其中直线型空间排列的建筑物子群。     

顾及制图规则的地图多要素协同移位方法

在地图自动编制中,有时多类地图要素多个空间目标之间同时发生空间冲突,在移位过程中会影响到邻近区域的地图目标,这就需要对地图要素移位进行协同处理。在自动识别邻近空间冲突区的条件下,提出了一种顾及地图制图规则的解决地图目标群空间冲突的协同处理方法,并用参数表方法形式化表达了地形图上地图要素移位的常用制图规则。首先利用约束性Delaunay三角网识别出可能的空间冲突区域,并建立移位操作区;然后,建立移位传播关联线网,依据制图规则在关联线网上以能量最小化Beam移位模型为基础,对整个空间冲突区的地图目标群进行协同移位;最后,用实验验证了所提方法的有效性和适用性。     

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。     

移位安全区约束下的建筑物群移位免疫遗传算法

对于采用启发式或群智能搜索的组合最优化移位算法,地图要素空间关系与空间分布特征的保持是一个难题.本文基于免疫遗传算法提出一种移位安全区约束下的建筑物群最优化移位方法.该方法将建筑物群的移位问题定义为一个多目标最优化问题,然后采用免疫遗传算法搜索最优解.为了尽量保持建筑物群的空间关系和总体分布特征,避免出现拓扑错误,采用Voronoi图和缓冲区构建每个建筑物的移位安全区,以限定建筑物的移位范围;同时,采用建筑物群组整体移位策略,保持局部空间分布模式.最后,以北京市某部分街区建筑物群的移位为例验证改进算法的有效性,结果表明所实现算法能够在解决邻近冲突的同时,较好地保持地图目标间的空间关系和空间分布特征.     

线图形简化与移位算子的协同方法

在地图综合过程中,线的图形简化和移位算子通常是分别执行的,图形简化和移位有时都会产生新的空间冲突。本文试图把这两种算子进行协同,避免在地图综合过程中进行空间冲突的多次探测,提高地图综合数据处理的效率。本文通过把线图形简化转换为线上的点移位,并构建邻近地图目标之间的移位传播路径,在考虑空间上下文关系和地图感受规则的前提下,使移位过程能考虑到线图形简化,并尽量保持有关地图目标的空间特征。最后,以道路和其周边的建筑物群为例,验证了该算法的有效性和可行性。     

一种道路网图形冲突移位改进研究

针对地图综合中解决空间冲突最复杂的移位算子,使地图地理要素清晰及其拓扑关系不变,该文以线要素为研究目标,利用Snake算法进行地图综合中的道路网移位,并且进行改进:1在线要素群移位前,引入了线要素的移位空间判断,找出其中可以移位的线目标和无法移位的线目标,将这两种目标分开移位,优先移动可以移位的线目标;2提出一种能确定线要素瓶颈特征的方法,并分析形状参数α、β的设置与曲线瓶颈特征的关系,保护线要素的瓶颈特征在移位中不被破坏;最后给出了道路网移位实例,证明了方法的有效性。     

多层次移位原则的道路与建筑物空间冲突处理

本文在分析传统道路与建筑物空间冲突算法的基础上,借鉴其优点,从保持建筑物间的整体空间布局特征,以及模拟人工移位的处理方法角度出发,提出根据区域密集程度的不同,划分为稀疏区、密集区、高密集区三个等级区域,并制定相应的多层次移位处理原则,然后,根据道路与建筑物的邻近程度,将建筑物分为多等级的移位层,对移位层内的冲突进一步细分;据此,依据移位层的邻近程度,将多层次处理原则贯穿于要素冲突外力的计算、外力的聚合以及其移位算法的确定中,分别对道路与建筑物的冲突、建筑物之间的冲突分别进行处理。     

道路与建筑物空间冲突的几何相似性移位算法

保持建筑物群的空间分布模式一致是道路与建筑物空间冲突处理问题的难点。按道路对建筑物的包围程度,将道路与建筑物之间的关系类型划分为开放型、半开放型和闭合型。本文提出了基于几何相似性的建筑物移位算法,并以距离、角度和面积作为满足几何相似性的约束条件。以道路网眼为单位,采用最小生成树的方法生成建筑物群的骨架,以骨架的长度和角度特征分别作为建筑物移位的距离和角度约束条件,以建筑物与网眼的面积比作为建筑物移位的面积约束条件。针对可能出现的次生冲突,探讨了次生冲突的处理方法。试验结果表明,本文方法能够消除因道路拓宽导致的道路与建筑物冲突,并能完备地保持建筑物群的空间分布模式。     

用计算机模拟人类制图员解决地图缩编中的图形冲突

针对地图综合中因道路符号的夸大表示而引起的道路与建筑物的图形冲突,提出了让计算机模拟人类制图员具备视觉及分析功能的具体方法,设计了一种新颖的栅格-矢量混合数据结构,以便通过将移位区内的所有建筑物分类,进行制图移位和受控变形等解决图形冲突。     

道路弯曲组共线与移位的协同处理方法

地图上道路符号化后的共线处理是解决道路符号空间冲突的方法之一。文中提出一种道路弯曲组共线和移位的协同处理方法,该方法利用道路的约束性三角网识别道路的空间冲突区域,提取空间冲突路段区域的骨架线,并计算相关弯曲的特征信息,然后把道路符号共线的几何计算方法和Snake移位模型相结合,协同解决道路符号共线和移位问题。该方法不仅能保证在给定的空间位置上道路符号共线,也能够保持道路形状特征。实验结果验证算法的有效性和实用性。     

解决街道与建筑物图形冲突的移位模型研究

介绍了在地图缩编中因道路符号所对应的实际尺寸加宽而破坏了建筑物与道路符号的正确关系时,针对第二、三、四类建筑物进行移位所涉及的数学方法,并给出了实验结果。最后,介绍了用栅格探测加矢量计算法对移位后可能产生的要素间的后继图形冲突所进行的探测,以及消除后继冲突的方法。     

基于Snake模型的建筑物群移位算法改进研究

在对Snake模型研究的基础上,结合建筑物群在移位中的特点,从2个方面对Snake模型进行改进:首先,在Snake模型中加强对齐排列建筑物群这一重要空间特征的识别,以便保持对齐排列建筑物群在移位前后不变;其次,针对传统Snake模型有时无法解决两个建筑物空间冲突的缺点,对街区中的建筑物群实行分层次移位,先将有冲突的两个建筑物作为整体,与剩余其它建筑物利用Snake模型一起移位,然后再根据文中提出的建筑物间相互冲突的4种受力模型,进行建筑物间空间冲突的移位。最后利用改进的Snake模型进行移位实验和分析。     

制图综合中道路与建筑物的移位研究

针对地图中道路与建筑物的具体冲突问题,分析了移位的约束条件,阐述移位算法的发展历史,并对其算法进行了分析与研究,最后设计了解决道路与建筑物具体冲突问题的移位方案。     

顾及格式塔原则的建筑物群移位实数编码遗传算法

在建筑物群的综合过程中,建筑物群的移位是一个非常重要的任务。在分析已有算法的基础上,探讨了建筑物群移位的一个新的自适应实数编码遗传算法,在该算法中,考虑了建筑物与街道之间的空间关系和建筑物群排列在图形表达上的格式塔原则,在适应度函数的设计上也考虑了多重因素的影响,使得移位结果更符合地图制图规范和地图感受规律。实验结果表明,该算法在移位空间充足时能精确收敛到最优解,移位效果良好。     

基于场论分析的建筑物群的移位

在多边形群目标综合中,移位是一种旨在解决空间邻近冲突的重要操作.以建筑物群在街道拓宽后产生移位操作为例,提出一种基于场论分析的移位方法,认为街区块多边形边界的收缩产生向街区块内部逐步传递并衰减的作用力,从而促使建筑物多边形的空间位置移动,借助于物理学场论中的"等势线"模型来表达这一移位现象.基于Delaunay三角网建立了类似于Voronoi图的建筑物群剖分结构,用于表达移位场模型的"等距离关系曲线".在移位场中目标的运动方向与运动距离由矢量和运算及梯度衰减函数计算完成.算法思想在一地图综合软件系统中已实现.     

地图自动综合方法的研究进展（续）

接上期）六、要素冲突的自动移位方法地图要素冲突在ＤＬＭ综合和ＤＣＭ综合及其生成过程中都存在,要素的移位是地图综合必备的算子之一,地图可以看成是文字与点线面的相加,这是一种直观的理解。地图综合中的选取和算法的运用都必须考虑复杂的空间关系,这种空间关系的...     

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     

基于改进Snake模型的道路网空间冲突处理

在对Snake模型研究分析的基础上,结合地图制图的需求,从3个方面对Snake模型进行改进：首先建立Snake模型中参数与道路曲线形态特征的关系,以更好地保持移位前后道路形态的相似性;其次控制Snake模型中外力的传播范围,以尽量保持要素位置的准确性;最后,通过道路交叉点的权重属性控制,保证移位后各交叉点的连通性以及道路的整体拓扑关系不发生变化。在此基础上,提出道路网移位整体思路,并采用改进的Snake模型对其进行移位,解决空间冲突。     

面向多重空间冲突解决的移位场模型

制图综合中的移位在解决空间冲突时,需要顾及多种上下文条件下的邻近目标的空间冲突,同时要保持目标群分布模式形态。本研究针对该问题,建立了多力源作用下的移位场模型,实现满足以上条件的多边形目标群的移位。该模型在Voronoi图剖分结构中,通过邻近距离阈值探测空间冲突,并作为斥力发生源,基于多源斥力的向量和计算得到最终移位的方向与偏移距离。该模型同时利用群组的方式保持空间目标的分布模式形态。本研究通过街区中建筑物群的综合试验,验证了基于该移位场模型的移位不会产生新的空间冲突,较好地保持了移位前的相对空间关系。     

线要素移位的Morphing变换方法

移位是解决地图制图和GIS中空间冲突的基本算子之一。Morphing变换可以实现源对象到目标对象的连续平滑变换,通过从两个方面拓展Morphing变换,从而实现对线要素进行移位。首先分析了线要素空间冲突的类型。在线要素弯曲识别的基础上,以弯曲作为冲突检查和线要素移位的基本单元;然后,用Delaunay三角网探测冲突区域,将冲突位置定义在局部的线要素弯曲(组);最后拓展Morphing变换实施线要素移位,即先对冲突发生弯曲(组)进行镜像变换,再对冲突发生弯曲(组)和它们的镜像进行Morphing变换,并给出了变换参数与移位距离和方向的定量关系。实验证明了该方法有效、可行。引入图形镜像避免了普通Morphing变换中的特征点识别和匹配等两个难点。将弯曲作为冲突发生的范围和化解冲突的操作单元,可以实现要素局部与全局移位的有机统一。