Delaunay三角网支持下的海图等深线化简

等深线化简是海图综合的重要研究内容。针对现有化简方法存在的化简弯曲识别不准确、化简不彻底等问题，提出了一种Delaunay三角网支持下的等深线化简算法。首先，对等深线构建约束Delaunay三角网，实现了等深线弯曲结构的二叉树表达；其次，基于约束Delaunay三角网结构，改善了等深线上需要化简弯曲的识别方法；最后，设计了多种化简手段，建立了新的等深线化简模型，实现了对等深线形状的彻底化简。实验结果表明，化简结果能够满足航行安全要求，等深线的主要弯曲特征得到了有效保持和清晰表达，化简精度符合制图要求，且能够有效避免自交。     

顾及线状要素综合要求的Morphing算法

提出了一种基于弯曲结构匹配的线状要素Morphing方法。针对不同尺度下的线状要素,通过建立约束Delaunay三角网,根据三角形的不同特征构建能够表达弯曲特征层次性的多叉树。基于多叉树结构进行匹配得到对应弯曲,对对应弯曲进行重要性评价,以尺度为依据舍去次要弯曲,从而得到任意尺度下的中间图形。实验结果表明,所提出的利用弯曲结构匹配的线状要素Morphing方法满足线状要素的综合要求,能保持线状要素上的曲折系数和弯曲个数对比,实现光滑渐变的连续综合效果。     

建筑物合并的Delaunay三角网分类过滤法

建筑物面合并的方法是大比例尺地图综合研究的重要内容之一,本文提出了一种借助三角网进行建筑物合并的方法:针对约束Delaunay三角网中三角形的形态特征,提出了6种度量参数,依据这些参数进行排除和修复筛选操作;然后自动识别保留下来三角形的外轮廓作为建筑物之间的桥接部分,并对其进行直角化处理;接下来通过桥接部分和建筑物面的融合实现建筑物的合并,同时保持其直角化特征。最后,以多样性的实际数据进行实际处理,验证了该方法的正确性和高效性。     

一种改进的海图等深线更新方法

针对当前等深线更新方法在等深点生成环节未能充分顾及航行安全的问题,结合可能最浅水深概念和抛物线插值法,提出一种顾及航行安全"扩浅缩深"原则的等深点生成算法,并据此算法实现等深线更新.首先根据海图水深点构建并优化Delaunay三角网;其次采用一种顾及"扩浅"原则的等深点插值算法确定等深点的位置;最后在等深线追踪完成后,采用顾及航行安全的光滑算法绘制出形状平滑的等深线,实现等深线自动更新.实验结果表明,该方法更新的等深线能够正确表达海底地形,符合海图等深线绘制的航行安全原则,满足海图等深线要素的更新要求.     

多条海岸线协同化简的层次化三角网分区法

针对当前海岸线自动综合方法仅考虑单条线要素,未有效考虑其与附近海岸线之间的空间邻近关系,提出一种用于多条海岸线协同化简的层次化三角网分区法。首先,利用约束Delaunay三角网对能否化简的区域进行划分和标识;然后,利用二叉树构建层次关系模型,对各区域实体进行有序组织;最后,有序地对可化简的标识区域进行渐进式化简,并对局部狭窄区域进行自适应夸大,从而实现多海岸线的协同化简。试验结果表明:本文方法可克服复杂区域海岸线化简产生的图理性问题,可明显提高海岸线的化简质量。     

更充分利用独立弯曲结构的线状要素Morphing变换方法

本文提出了充分利用独立弯曲结构的线状要素Morphing变换方法。该方法首先对不同比例尺表达的对应线状要素分别构建约束Delaunay三角网并建立弯曲森林,然后进行弯曲匹配以获得对应弯曲。鉴于对应弯曲“背面”的独立弯曲结构隐藏于更高层次的大弯曲中,对对应弯曲重新构建约束Delaunay三角网进而建立其“背面”的弯曲森林并进行弯曲匹配得到新的对应弯曲,依此递归充分挖掘对应弯曲结构。在此基础上,将所有对应弯曲的对应始点和对应终点都作为断点切割原线状要素,获得对应线段。最后,采用线性插值算法建立各对应线段之间的对应点关系并以对应点间的直线作为移位路径进行Morphing变换。通过实例分析,验证了本文充分利用独立弯曲结构的方法能够提高对应弯曲特征点的识别能力,从而能够更好地保持弯曲特征点并改善Morphing变换效果。     

约束性Delaunay三角网下线状要素形态描述研究

以Delaunay三角网为基础,本文形成了用于分析线状要素形态结构的一种约束性三角网,在该三角网中定义了叶、杆、叶叉、间叉、主叉、毛细根、叶枝、间枝、主枝等一系列组件,规定三角单元在内邻接下才具有连通关系,建立了三角单元的树型数据模型,该模型可识别基本弯曲、各层次的复合弯曲,并能体现弯曲的套和关系及复合层次,最后对弯曲形态进行了定义与量化描述。理论分析与实验表明,所提模型与方法逻辑严密,有助于对在GIS平台下线状要素形态分析、自动制图综合及相关问题的探讨。     

基于Delaunay三角网的大范围GPS坐标转换研究

针对土地监管中大范围区域GPS坐标转换的问题,提出一种基于Delaunay三角网的大范围GPS坐标转换方法.根据土地监管区域的已知控制点构建Delaunay三角网,然后确定待转换点属于哪一个三角形,结合三角形的3个控制点,利用九参数坐标转换模型求解转换参数并转换待转换点.以整个天津市为研究对象,通过BURSA-WOLF...     

一种构建复杂平面图形中轴的方法

提出了中轴矢量逼近构建任意复杂平面中轴的方法。以一种简单、有效、稳定的构建任意平面图形中轴的方法为例,采用不同密度的点逼近原始图形边界,构建这些点集的约束Delaunay三角网,然后构建Delaunay三角网的三角形外接圆圆心,圆心的轨迹即是原始图形的中轴。数值实验表明,约束Delaunay三角网方法可以实现对各种复杂平面图形中轴的良好逼近,并且随着目标图形边界上的点密度增加,得到的中轴越来越逼近精确中轴。     

建筑物白模多边形的自动合并

建筑物白模多边形数据可广泛应用于许多领域,但在实际应用中,由于数据太过细致,且目前使用的建筑物白模多边形数据存在拓扑关系错误,不满足生产要求,这给地图综合中建筑物群的自动合并提出了新的要求。因此提出了一种基于约束性Delaunay三角网的建筑物白模多边形自动合并方法,在保持建筑物整体结构和视觉效果的前提下减少不必要的细节。该方法能够消除原始建筑物图形数据中的空间拓扑关系错误,并对建筑物白模多边形进行一致性处理,有利于独栋整体建筑物的三维可视化。并用C#编程语言开发桌面应用程序对该方法进行了实现,通过和ArcGIS建筑物综合工具的建筑物群合并结果进行对比分析,验证了该方法的有效性和实用性。     

等深线深度值的自动识别

本文利用图论的原理和算法，根据等深线间所具有的相邻和包含关系，提出了加权邻接矩阵的生成方法，同时通过特征树和关系图的搜索推理，实现了等深线树的生成和深度值的自动识别。     

顾及几何特征相似性的多源等高线匹配方法

已有的多源等高线匹配方法主要基于等高线拓扑关系构建以及基于空间欧氏距离的相似性度量,缺少对等高线几何形态相似性的考虑,在等高线密集区域、图幅边界区域以及地形变化剧烈区域易产生误匹配情况。为此,本文提出一种基于几何特征相似性的由粗匹配到精匹配的多源等高线匹配策略。提出顾及局部特性的基于节点曲率以及法向量与横坐标轴夹角的混合特征描述测度,将等高线点序列转化为几何形态特征描述序列,引入最长公共子序列算法,量化计算多源等高线数据之间的相似程度,并依据相似度实现同名等高线匹配。利用模拟数据和真实数据对本文方法的可靠性和运行效率进行验证,试验证明,本文提出的匹配策略顾及了等高线空间位置特征和几何形态特征,能够保证较高的匹配精度和运行效率,并具有较好的适用范围。     

利用内切圆内插等高线的算法

等高线内插在地图自动综合、地图数字化、三维地形重建等过程中都具有重要意义。许多等高线内插算法在等高线急剧变化以及闭合等高线处存在问题。在分析已有等高线内插算法优缺点的基础上,提出了一种等高线内插算法。该算法以等高线上的节点为圆心,建立与相邻等高线之间的内切圆来探测相邻等高线之间的空间关系,并获取等高线间的辅助线,进而内插出等高线,一方面弥补了已有等高线内插方法中的问题,另一方面有效提高了等高线内插的速度和质量。通过与其他内插算法之间的实验对比分析,验证了本方法的科学性和先进性。     

基于面积分界尺度的居民地轮廓化简

分析常用的利用宽度和深度分界尺度进行面状居民地轮廓化简方法中存在的不足,提出基于面积分界尺度的居民地轮廓化简。即首先根据面状居民地的轮廓特征对居民地数据进行预处理,删除其中的冗余数据;然后,通过计算居民地弯曲部分构成的平行四边形的面积判断弯曲部分是否进行化简,并利用对边线的求交进行居民地图形轮廓的化简;最后,通过对实际面状居民地数据的化简实验验证文中方法的有效性和可操作性。     

Automatic urban building boundary extraction from high resolution aerial images using an innovative model of active contours

To present a new method for building boundary detection and extraction based on the active contour model, is the main objective of this research. Classical models of this type are associated with several shortcomings; they require extensive initialization, they are sensitive to noise, and adjustment issues often become problematic with complex images. In this research a new model of active contours has been proposed that is optimized for the automatic building extraction. This new active contour model, in comparison to the classical ones, can detect and extract the building boundaries more accurately, and is capable of avoiding detection of the boundaries of features in the neighborhood of buildings such as streets and trees. Finally, the detected building boundaries are generalized to obtain a regular shape for building boundaries. Tests with our proposed model demonstrate excellent accuracy in terms of building boundary extraction. However, due to the radiometric similarity between building roofs and the image background, our system fails to recognize a few buildings.     

等高线的空间关系规则和渐进式图形简化方法

详细讨论了等高线表达地形的规则和以此为基础自动建立等高线关系的方法,对地形特征点、线的提取改进了已有较成熟的方法,建立了一套实用的等高线图形简化的渐进式方法,并对其特殊情况的处理提 出了具体的算法。这种方法把不同比例尺跨度的等高线图形综合融为一体,易于实现,等高线图形简化时的等高线相交可在综合过程中控制。     

曲线弯曲识别与等高线簇结构化方法

提出基于曲线弯曲识别的等高线簇结构化方法,实现等高线簇中所蕴含的地形结构的提取。首先对基于Delau-nay三角网的曲线弯曲识别方法进行改进,包括伪弯曲的合并、弯曲基点的调整及小弯曲的删除方法;基于此,建立弯曲间的层次嵌套关系及平行相邻关系,实现曲线弯曲的识别方法;然后,根据单条等高线间的空间关系,对弯曲类型进行判断;结合曲线间的空间邻近度计算方法,将等高线簇中的成组弯曲进行提取;最后完成了地形结构的识别,实现了等高线簇的结构化。该方法不仅对地形中的山谷进行提取,并且提取出了其对称结构即山脊。试验结果与水系叠置显示,所提取出的地形结构基本合理,证明了该方法的有效性。     

基于等高线的表面估计滤波方法

提出一种基于等高线的滤波方法,它先由LIDAR数据生成数字表面模型,并内插出等高线,再根据DSM等高线的特征,如闭合性、首尾点距离、等高线的长度及等高线间距离等,通过设定阈值自动提取出属于自然地面的等高线线段,以获得初始的自然地面点,然后内插生成初始数字地面模型,最后使用迭代逼近法生成最终的(精确的)数字地面模型,即比较初始DTM与DSM,差值小于预设阈值的点视为DTM点,而差值大于预设阈值的点则标记为无数据点,最后,这些无数据点由选择的DTM点内插出.通过与现有表面估计的滤波方法的对比实验以及所提取地物轮廓线与航片的叠加对比试验,证明新方法可适用于地表起伏较大的地形,地物提取精度高、计算量小、效率高.     

面向等高线与河流冲突处理的多约束移位方法

本文针对等高线与河流的不一致性问题,以移位等高线匹配河流为出发点,提出一种对每个特征点动态确定仿射变换模型进行移位的方法。该方法综合考虑移位角度比例、地形特征点相对位置、局部形态的保持和变换等因素,对各特征点实时计算其位移的角度、位置和缩放变化等约束建立其移位模型。实验结果表明,本文提出的方法能够较好地实现等高线到河流的一致性改正,可有效解决等高线与河流数据的空间匹配问题。