群组目标空间方向关系形式化描述模型

针对目前群组目标空间方向关系模型在描述方向关系方面存在的不精确及复杂性等问题,该文提出一种形式化描述模型。该模型采用"剥皮"法计算得到源目标群的边界多边形,较好地顾及了空间形状及分布范围对方向关系的影响;并通过方向关系矩阵模型计算源目标群的边界多边形与各方向区域之间的交,借助矩阵形式化描述源目标群相对于参考目标群的空间方向关系。实验结果表明,该模型较好地克服了现有方法中存在的缺陷,能够准确判断地理空间中两个群组目标之间的空间方向关系。     

空间线群目标相似度计算模型研究

以空间线群目标的空间统计特征为基础,对线群目标的空间关系和几何特征进行了描述。利用拓扑关系概念邻域图定义线群之间的拓扑关系相似度,利用方向均值定义线群之间的方向关系相似度以及利用"环形方差"定义线群目标之间的距离相似度。结合线群的长度和平均长度、线群密度及线群曲折度,建立了线群目标相似度计算模型,对线群目标相似度进行了整体度量。实验结果表明,相似度计算结果与地物特征比较一致,符合人们的直观认知。     

一种适于空间特征探测的三角网模型

对地理数据所隐含空间特征的探测是GIS理论研究和工程应用的关键问题之一。提出了一种基于Delaunay三角网的空间特征探测模型,该模型可用于点、线、面等多种几何类型的多种空间特征的探测,如点群目标的空间分布范围、分布密度和分布轴线探测,线目标的弯曲特征探测,多边形目标的瓶颈区域探测,多边形群的分组聚类特征探测等。实验证...     

空间线群目标方向相似度计算模型

本文提出了3种空间线群目标方向相似度的计算模型。依据风向玫瑰图的原理,将空间线群目标的方向特征进行定量统计生成对应的方向玫瑰图,在此基础上,生成对应的标准差椭圆和统计直方图,从而分别建立基于线目标方向玫瑰图、基于标准差椭圆和基于统计直方图的方向相似度计算模型,并进行了实验验证和分析。     

点群目标空间分布主方向定量描述模型

目前点群目标空间分布主方向模型较少顾及分布密度对点群分布主方向判断的影响，针对此问题，提出一种点群目标空间分布主方向定量描述模型。基于点群的分布密度构建方向玫瑰图；利用统计加权算法，计算点群主方向，引入置信区间，得到点群的主方向分布范围。实验结果表明，文中模型较好地反映了分布密度对点群目标空间分布主方向的影响，计算结果与人类认知具有较高的一致性。     

克服双重约束的面目标位置聚类方法

面目标的聚集模式识别是空间聚类研究的重要方向之一,但因多边形几何信息和空间障碍阻隔的双重约束,目标的位置相似性难以快速而准确地计算。扩展点目标多尺度聚类方法,通过构建面目标的强度函数计算目标与邻近目标的位置聚集程度,提出了有效作用于双重约束下的面目标位置聚类法,并以判断相邻尺度下同一面目标类的强度函数阈值相等作为算法的收敛条件。经试验分析与比较发现,算法无须自定义参数,能够识别密度不均、任意形状分布,以及"桥"链接的面目标集群,同时能够准确判断障碍约束对面目标簇的阻隔和划分。     

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。     

面状群(组)目标空间方向关系的形式化描述与计算

通过对各种空间方向关系形式化描述模型进行分析阐述,针对面状群(组)目标间方向关系的特点,本文提出了利用方向Voronoi图模型来计算面状群(组)目标之间的空间方向关系.该模型通过计算获得各个主方向上Voronoi边的长度值与方向Voronoi边法线总长度值的百分比,得到群(组)目标之间方向关系的定量表达;借助矩阵形式化描述获得源目标群相对于参考目标群方向关系的定性描述.实验表明,该模型方案具有可行性,能够对面状群(组)目标间的方向关系进行精确的描述.     

顾及居民地分布特征的建筑物分组合并算法研究

建筑物多边形分组合并是城市大比例尺地图综合中的重要问题。本文在建筑物群的约束Delaunay三角网空间剖分模型及目标间"视觉距离"计算模型研究基础上,以广州地区3种具有典型分布特征的建筑物群分组合并操作为研究对象,并基于"分而治之"的思想,分别提出不同处理方法。设计的算子兼顾了适用性和效率,在广州地区序列比例尺空间数据库快速构建中得到了成功应用。     

引入结点度的线/面拓扑关系细分方法与应用

针对线/面细分拓扑关系研究存在的不足,提出了一种基于结点度的线/面细分拓扑关系描述与计算方法。该方法在定义线/面单元交线并分析其特点的基础上,引入结点度来区分线/面单元交线细分类型。根据单元交线端点在线/面目标组成图形结构中结点度的不同,及线目标在度为3和4的交线端点处是否有相连线段、相连线段位于多边形的边界上、内部或外部4个谓词推导出了21种有意义的线/面交线细分拓扑关系类型。在此基础上分析比较了本文方法与现有方法的异同与优势,举例说明本文方法在复杂线/面细分拓扑关系描述中的应用。最后用Visual C#语言编程实现了该方法,并将其应用到线状道路/面状河流目标间的数据质量检查与修正中,验证可行性。     

简单多边形间最大距离的求解算法

求解任意两个简单多边形间的最大距离,在几何图形计算中,一直是一个基本问题。在对多边形自身的特性以及两多边形间关系进行深入分析的基础上,提出了一个基于折线凸包的单调性的简单多边形间最大距离的求解算法。根据封闭折线内部所具有的特性,把封闭折线拆分成两个断开的折线,使一条折线在另一条折线左边。两个多边形分别被拆分成四条折线,两个分为一组。分别求出每组中两条折线的凸包,利用凸包的单调性可以快速地找出两个距离最远的顶点,其中较大的是两个简单多边形间的最大距离。算法的时间复杂度是线性的。     

Using an Energy Minimization Technique for Polygon Generalization

Snakes are iterative energy-minimizing splines controlled by both internal constraint forces (internal energy) and external forces (external energy). This paper investigates the use of snakes for the resolution of conflicts in polygonal subdivisions (i.e., polygon maps or polygon mosaics) resulting from the violation of metric constraints which exist if a polygonal object is too small, too narrow, or too close to another polygon. Such metric conflicts are denoted as size and proximity conflicts. In the generalization of polygonal subdivisions, internal energy reflects the resistance of an object to deformation and external energy describes the need for generalization. This paper suggests the usage of a snakes-based algorithm which is triggered in such a way that it achieves the translation, a local and global increase (or decrease) of polygons, or an arbitrary combination of these transformations, depending on the conflicts encountered. Hence, size and proximity conflicts within a group of polygons can be solved simultaneously and holistically. Furthermore, snakes support the propagation of a change of a polygon's geometry to all adjacent neighbors. The proposed algorithm has been implemented in a prototype system that also supports a variety of other polygon generalization algorithms. The main difficulties identified are the intricate setup and fine-tuning of the snakes parameters and the computer resources required by the algorithm. However, the experiments showed that the proposed algorithm is a valuable method for the automated generalization of polygonal subdivisions.     

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。     

一种基于先验知识的矢量边界更新方法

本文针对GIS中地物矢量边界更新繁琐、低效的问题, 提出一种以GIS数据作为先验知识的简便矢量边界更新方法.该方法针对GIS线性矢量边界只需有限个拐点描述的特性, 将对边界寻找转化为直接对矢量边界上拐点位置的确定, 简化了变化检测与更新过程.以TM遥感影像为数据源,矢量shape文件为先验知识, 分别利用该方法检测、更新扎龙湿地内克钦湖、东升水库以及一块沼泽地边界.并运用简化的缓冲区检测算法计算拐点更新准确率, 同时对本文结果与手动更新结果的相似性进行计算与分析.实验结果表明, 本方法不但简化了变化检测和更新过程, 而且可以得到接近手动更新方法的准确率, 并且更新后矢量多边形与手动更新所得到的矢量多边形保持了较高相似性, 达到了较好的效果.     

基于Oracle Spatial的空间线/面拓扑关系判断的实现

利用Oracle Spatial提供的简单的空间关系查询操作算子,对九交模型所描述的任意两个2维空间不自相交的线目标与面目标(不含空洞)的拓扑关系判断设计了算法,最终进行了试验验证,实现了线目标与面目标间的19种空间拓扑关系的判断。     

基于Oracle Spatial的空间线／面拓扑关系判断的实现

利用OracleSpatial提供的简单的空间关系查询操作算子,对九交模型所描述的任意两个2维空间不自相交的线目标与面目标（不合空洞）的拓扑关系判断设计了算法,最终进行了试验验证,实现了线目标与面目标间的19种空间拓扑关系的判断。     

不规则体体积计算三维激光点云切片法

体积参数是空间体对象形态分析的基本内容,难点是不规则体的体积计算。本文提出的点云"切片法",快捷准确地解决了由三维激光扫描空间体对象所得点云体的体积计算难题。该法先将三维激光扫描空间体对象所得点云按特定方向顺序进行等间距的切片处理,得到与点云体相对应的、离散的系列点云切片;再依切割次序逐一搜索点云切片外轮廓多边形,并计算多边形(即点云切片)的面积;最后,利用切片面积和相邻切片间距求解点云段块体积,并求和得到整体点云体(即所扫描空间体对象)的体积。算例计算结果与分析表明,基于切片的不规则体的三维激光扫描点云的体积计算方法正确、简洁、可靠、高效、可控,可以解决不规则体的体积计算问题。     

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。     

An efficient solution for building polygonal objects

Polygonal object is a fundamental type of geometric data in vector GIS. The key step cleaning topological relationship after data collection of polygonal layer is to build polygonal objects from digital arcs. The raw digital arcs may intersect with each other. The algorithm for building polygonal objects after the raw arcs have been split at all intersections is presented. The build-up of polygonal objects in this paper is designed to be implemented by two steps. The first step is to extract all the polygons needed for build-up of polygonal objects from arcs. The second step is to organize polygonal objects from these polygons. For the first step, a tracing algorithm is proposed. The algorithm merely extracts the polygons needed for the build-up of polygonal objects, which is a subset of all the possible polygons that can be induced from the arcs. For the second step, an algorithm based on a specially designed order of polygons is advanced. All the topological relationships among the polygons are shown in a single scan. Experiments show that the two algorithms together offer a robust and efficient solution for building polygonal objects from intersected arcs.     

GIS空间线目标间拓扑关系形式化描述模型

针对现有拓扑关系描述模型的不足,首先以点集拓扑学基本理论为基础,定义了空间线目标的端点、内部、边界等概念,在此基础上提出了一种描述空间线目标间拓扑关系完善的形式化模型——New 9交模型。根据线目标的物理意义,提出了5条取值规则以排除模型描述的拓扑关系中没有意义的类型,并在此基础上总结出了空间线目标间拓扑关系的最小集,定义了6种线目标间的基本拓扑关系,并且证明了此最小集的互斥性与完备性。