基于地面LIDAR无组织数据表面重建的实现

一、Delaunay算法的基本原理 1．Voronoi图的定义 Voronoi图,又叫泰森多边形或Dirichlet图,它是由一组由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形组成。N个在平面上有区别的点,按照最邻近原则划分平面;每个点与它的最近邻区域相关联。     

一种基于Voronoi图的人防警报器空间选址算法

首先通过声学传播原理研究了警报器覆盖范围模型,结合Voronoi图影像范围、最大空心圆策略和平面完全剖分等特性,提出了基于Voronoi图的警报器空间选址算法。文章详细阐述了算法基本思想和流程,最后进行了算法组件设计和系统开发实践。实践表明采用该算法能满足城市警报器合理选址和适当重叠覆盖的要求,并具有其优越性。     

地震预警中的单台综合定位方法

基于日本基盘强震观测网中某个地震事件首个地震台记录的震级在4级以上、震中距为30~100 km的强震数据,运用B-Δ法和Voronoi多边形法相结合的方法计算震中距。结果表明,B-Δ法和Voronoi多边形法相结合计算出的震中距与单用B-Δ法的计算结果相比,单台定位所用时间相同,但其定位精度明显提高。     

基于Voronoi图的遥感影像校正地面控制点选取

遥感影像几何校正时要求选取的地面控制点应尽可能在整幅影像内均匀分布,而对于均匀分布的理解主观性较强。本文运用Voronoi图控制地面控制点的均匀分布,并建立了控制点的分布与数量的联系,使选取的地面控制点分布均匀,且数量足够。实验证明,用Voronoi图控制地面控制点的均匀分布,是提高遥感影像多项式几何校正精度的有效途径。     

一种新的栅格数据矢量化方法

栅格数据矢量化是遥感和地理信息系统一体化集成的关键技术之一。在以往的研究中,对"岛",尤其是多层嵌套岛的处理还不够完善。本文提出了一种新的矢量化方法,其步骤如下:(1)提取端点和结点。使用2×2模板匹配窗口对图像进行一次遍历,提取出端点和结点以及它们之间的连接信息;(2)形成弧段。利用端点和结点的连接信息来形成非闭合弧段和闭合弧段;(3)建立多边形。对于闭合弧段在某种意义上就是一个简单多边形,只需将弧段的结点转换为多边形的结点就可形成由它组成的简单多边形,对于非闭合弧段,则使用左转算法来形成由它们组成的简单多边形;(4)对"岛"进行处理。由于可能发生一个多边形同时被多个多边形包含的情况,为了建立正确的拓扑关系,需要对这种包含关系进行分析,找到岛的最小包含多边形。实验证明,本算法较好地对"岛"的问题进行了处理,并且速度较快,能够满足实际应用的要求。     

基于空间关系的海上应急救援力量调度模型

本研究以Voronoi图为研究工具,对普通Voronoi图在海上救援应用中的局限性进行分析,并对其进行了合理改进,提出了“海上救援V图”。同时,结合模糊层次分析法和引力模型方法计算各海事机构救援力量的“吸引力”权重矩阵,提出了基于Voronoi图的海上救援调度模型。最后,结合具体救援案例,构建了基于Voronoi图的海上应急救援模型MRSV。实验结果表明：该模型能够在顾及海上特殊地理环境以及要素间空间关系的基础上,综合考虑各海事机构的救援力量,针对不同海难情况,选调合适的救援机构,调度结果合理,能够达到优化救援力量配置的目的,可以为目前海上应急救援力量调度提供参考。     

基于非匀质空间下Voronoi图的城市影响范围研究

为解决城市影响范围研究中忽略非匀质空间的问题,本文以光栅扫描算法为基础,提出了一种非匀质空间下面状加权Voronoi图生成算法。首先,对面状目标和栅格空间赋予不同的权重;其次,采用3×3邻域模板进行十字交叉4次光栅扫描,在距离变换中按栅格像元传递权重对距离进行分解,完成非匀质空间下面状加权Voronoi图的生成;最后,以山西省11个地级市为研究区,进行了验证。结果表明,改进后的算法实现了非匀质空间面状加权Voronoi图的生成;相比点状加权V图,城市之间权重差异较大,距离较近时,面状加权V图更适合城市影响范围划分。     

山西省城镇空间分布特征Voronoi图建模分析

随着我国新型城镇化规划的实施,如何识别城镇发展的不均衡,以及产生这些差异的原因已成为城镇化建设亟待解决的问题。本文利用Voronoi图的空间剖分特性,将城市中心性强度作为权重引入模型,建立山西省地级市加权Voronoi图,分析其空间影响范围,以判断山西省地级市发展的合理性和局限性;利用Delaunay图发现城市“空洞”,结合道路河流等矢量信息,通过叠加分析识别出待优先发展城镇;通过常规Voronoi图和变异系数C_v值判断本文模型的合理性和可行性。研究发现,山西省太原市的空间影响范围较大,导致周边地级市东西部发展较为不均衡;繁峙县、灵石县、新绛县条件较好,可以优先发展;通过常规Voronoi图和C_v值验证表明,本文所得结论与实际检验相符合。     

等时线模型支持下的深圳市综合医院空间可达性测度分析

可达性是在空间分布格局、设施约束等综合条件下的空间决策问题,等时线模型为该决策分析可提供方法支持,它是以时间地理为框架,用时间成本来衡量时空可达性的重要模型。面向兴趣点（Point of Interest, POI）可达性分析通常包括2种形式：① 基于“供给”角度从特定POI出发的服务可达分析;② 基于“需求”角度从任意空间位置出发获得最近服务的便利度分析。目前的研究从“供给”角度探求特定POI的服务范围居多,对“需求”角度的等时线分析关注不够。本研究针对这一缺陷,开展面向服务需求的兴趣点可达性等时线分析,考察任意位置达到某类服务设施最近点的时间代价。在几何度量方法上,本研究利用了网络空间Voronoi图模型,与传统欧氏空间Voronoi图相比,本方法顾及了街道网络对空间通达的直接影响。本研究发现了等时线的形态、坡度等特征能够反映POI的疏密分布和道路网的通达性。     

基于机载激光点云数据的山区道路提取

针对山区道路特点和机载激光点云数据处理的难点,依据道路点高程特点对原始点云滤波得到地面点集,利用点邻域内法向量和坡度、邻域内平面法向量偏角方差来描述山区完好道路表面的平滑特征提取候选道路点集,根据道路几何上连通的特性设置距离阈值对候选道路点集进行欧式距离聚类精化道路点,采用形态学细化方法提取道路线。以某一山区机载激光点云数据为例,实现道路提取方法,并验证方法的可行性。     

基于加权Voronoi图及Voronoi树图的城市影响范围研究——以山东省为例

基于山东省17地市经济发展数据,构建反映城市综合实力的指标体系,利用因子分析法确定城市综合实力得分,以此为基础,建立加权Voronoi图揭示1995~2012年山东省各城市的空间影响范围及演变规律,运用Voronoi树图方法实现了城市多层级嵌套结构的表达,有效反映了城市之间的空间竞争关系,为城市合理布局规划提供了有效论证。     

《2021河南两会用图》助力代表委员献计献策

1月15日至17日,由河南省自然资源厅指导、河南省测绘地理信息局承办、河南省地图院编制的3000余份《2021河南两会用图》发放至省两会代表、委员手中,受到多方点赞。为更好地表达2020年全省重点工作的推进情况,《2021河南两会用图》采用单张折叠的形式,正面由封面、封底和河南省地图组成,其中地图部分由河南省地图和“两市一区”专题构成;背面由黄河干流河南段国土空间规划、国土绿化、百园增效、耕地保护、生态修复、乡村振兴、时空平台7个专题图组成。     

基于地图代数的地球椭球面空间分析系统的研究与设计

基于地图代数方法和组件式GIS开发技术研究了地球椭球面空间分析系统的设计和原型开发。系统实现了地球椭球面上的长度和面积度量、航迹线可视化、缓冲区生成、Voronoi图构造等特色功能,对于传统的以投影平面为基础的空间分析方法进行了改进,特别适用于地球椭球面上的空间分析和全球范围内复杂地理数据的快速高精度计算,在数字地球的建设以及其他全球性问题的研究当中可以发挥重要作用。     

基于Voronoi图的高密度城区停车场空间布局分析——以广州市海珠区为例

停车场是高密度城区基础设施的重要组成部分,对人口、道路、建筑等具有一定空间依赖,并形成其特定的分布规律。本文以广州市海珠区为例,运用Voronoi图对高密度城区停车场空间布局特征和空间聚集度与其影响因子的空间自相关性进行了GIS系统分析。通过研究区内及各街道区域内建立停车场Voronoi多边形,计算CV值、聚类指数及停车场聚集度。分析表明:(1)在高密度城区内,全区范围及各街道区域内停车场有集聚布局的趋势。集聚核出现在西北面江南大道商业圈和北面广州新中轴线贯穿的海珠区中心区段,高密度城区停车场有围绕商圈、中心发展区等高密度城区特征,突出区域集聚的趋势。(2)人口密度、道路密度、建筑密度等因子在全局及局部上影响着停车场的空间布局,而人口密度的影响最明显。(3)高密度城市化发展水平越高,各影响因子对停车场的密度与集聚程度影响越显著。     

基于边界替代的人口数据空间化方法研究

首先将山东省各县市按级别分类,利用回归方法得到不同级别县市的城镇居住密度与农村居住密度,然后根据乡镇驻地位置,构造Voronoi图来替代乡镇边界。在此基础上利用各乡镇人口数据与居民点数据计算得到各 Voronoi图形的居住密度,并将该密度赋予每个图形的发生点(即乡镇驻地位置),而后利用反距离插值算法,并结合窗口移动平均处理,得到全省的居住密度分布图。使用居住密度分布图和居民点分布数据,计算人口分布数据。并根据每个县市的图上汇总人口和统计人口,计算得到各县市的调整系数,使用该系数对每个栅格的人口数进行调整,保证了各县市总人口不会出现误差。最终得到山东省1km×1km栅格的人口分布数据。最后选取某些样本县, 在样本县内对比每个乡镇图上的人口与实际统计人口,结果表明该人口分布数据有较高的精度。     

航空磁测异常的点表示法

利用航空磁测(航磁)数据绘制异常图,除了常用的平面剖面图和等值线图外,还可以用不同颜色点表示场值大小的点图来反映航磁的异常,由于航磁数据点的密度足够大,对阅图不但没有影响,还弥补了线图的一些不足.     

湖北及邻区地壳厚度图的编绘

湖北及邻区地壳厚度图的编绘,是利用人工测深作控制,反演重力资料求出本区地壳厚度值共600多个,并按1:200万比例尺绘图。由于起始点较多,计算点分布均匀,因而成图的内符合精度较高,计算误差小于一公里。     

基于单调性图形综合的面状要素名称注记定位线确定

针对数字地图制图环境下采用平行线法确定面状要素名称注记定位线的局限性，在分析其产生原因的基础上，提出化简多边形图形的一种新模型——歧点删除法原型，并结合面状要素名称注记配置规则和软多边形与硬多边形图形特征，对歧点删除法原型做出了新的改进，提出了用平行线法确定软多边形与硬多边形名称注记定位线时，化简多边形的两种改进性歧点删除法，分别命名为面向软多边形名称注记配置化简图形歧点删除法与面向硬多边形名称注记配置化简图形歧点删除法，其中最为关键的思想为对多边形从3个旋转方位连续实施4次图形综合，并提出第一旋转角、第二旋转角两个概念，打破了平行线法的局限性，使所获取的注记定位线与地图制图专业人员人工确定结果相一致，达到了用简单方法解决自动化地图注记配置难题的效果。大量实验结果及理论分析表明，该方法数学逻辑严密、实施简单，对数字地图制图环境下“地图注记自动配置”有理论与技术指导意义。     

改进的地磁低点位移法与原方法对比分析

采用数学语言及MATLAB语言,对地磁低点位移法与其搭载软件进行改进：1)利用地磁突变界线自动成图技术代替人工画线以消除随机误差,思路为通过建立突变界线与台网地磁低点时间之间的几何解析关系来实现自动成图。首先对地磁台网进行Voronoi剖分,将突变界线的走向限定在地磁台网的Dirichlet镶嵌线上;然后通过最近邻插值法来计算低点时间等值线;最后将低点时间等值线图转化为二阶等值线图,从而提取出突变界线。2)利用地磁台站当地时间代替原有的格林威治时间(Greenwich time, GMT),以消除由经度效应引起的低点时间偏差,思路为建立台站的格林威治时间、台站经度与台站当地时间的函数关系,输入台站格林威治时间、台站经度,输出台站当地时间。并以2017年九寨沟MS7.0地震前07-20地磁低点位移现象为例,对改进后的新方法进行评价。     

结合质心Voronoi图优化的三维Douglas-Peucker地形简化算法

在多尺度TIN的自动构建过程中,为使各尺度数据保持地形的主要特征,需要选择合适的地形简化方法提取地形的结构特征信息。传统的3D Douglas-Peucker算法通过设定距离阈值参数对地形进行简化,简化后只保留了山脊线、山谷线等主要地形特征,而未考虑局部细节,难以顾及局部地形起伏变化明显的区域;而质心Voronoi图能够以地形因子作为密度函数,通过迭代驱动种子点向地形起伏较大的区域聚集,但其在主要地形特征的表达方面有缺失。为此,本文将二者的特点结合,在利用传统的3D Douglas-Peucker算法简化的同时,通过质心Voronoi图迭代加入局部起伏较大的特征点,综合考虑主要结构特征及局部起伏对地形进行简化,并在多个简化级别下对原始3D Douglas-Peucker算法和本文优化算法进行了对比。实验结果表明,相对于原始算法,本文优化算法在各简化级别下简化误差降低13.6%以上,具有更高的地形表达精度,且能够更好地逼近原始地形。