森林资源空间数据更新的时空数据模型研究

地理信息系统(GIS)技术可以实现空间数据和属性数据统一存贮、管理和数据更新,但往往缺失时间数据,较难实现历史查询。本文以森林小班数据为例,分析林木自然生长以外数据更新的空间形态变化,使用图论对森林资源小班数据更新的时空信息进行描述,在此基础上构建森林资源更新的时空数据模型,此模型能够方便地进行历史查询分析。     

基于图模型和拓扑约束的管网数据一致性检测

正确可靠的数据是GIS系统的核心。针对管网数据的复杂性,提出利用图数据模型描述管网拓扑关系,并使用拓扑约束方法对管网数据一致性进行检测,以确保数据的正确性。该方法吸收了基于连接规则以及基于拓扑关系约束的方法的优点,能够更好的描述管网系统的整体结构并对其进行拓扑约束,使得一致性检测更加全面。     

吉林省和龙市地质灾害易发程度分区

本论文结合“吉林省和龙市地质灾害调查与区划”的实际研究工作,利用现场勘察和调查收集灾害点和区域地质环境数据,选取灾害点密度、灾害面积系数、地形地貌类型等9个统计量,运用模糊聚类和图论的数学方法,对和龙市进行地质灾害易发区划分。根据地质灾害易发程度,将和龙市分为4个区。划分结果比较符合和龙市区域地质灾害发育实际情况。研究结果为和龙市进行防灾减灾工作,合理制定发展规划提供科学依据。     

图论算法的无人机影像匹配特征点粗差剔除

无人机影像匹配过程中，粗差是不可避免的，因此，获取稳健性较高的特征点进行无人机影像匹配至关重要。传统的方法是采用经典的RANSAC算法进行粗差剔除，该算法受抽样次数、误差阈值的影响，还会残存部分误匹配的特征点。利用图论原理，对SIFT算法提取的特征点进行预处理，通过构建特征点的能量函数剔除能量较低的特征点，可以提高匹配特征点的稳健性，减少特征点的粗差。本文提出了一种新的方法，将图论算法与经典的RANSAC算法相结合进行粗差剔除。该方法命名为GSIFT-RANSAC算法，利用该算法可以提高特征点的稳健性，获取高精度的单应矩阵。采用两组无人机影像进行验证，本文提出的算法与单独利用图论剔除特征点的算法相比，粗差剔除率分别提高了5.31%和14.29%，说明该方法效果较好。     

基于图论法对城市水系连通性表征及优化

基于景观生态学中“点–边”数量关系建立水系环度（α）、节点连接率（β）和网络连通度（γ）3种水系连通性评价指标,绘制出南昌市水系“节点–廊道”有向图,并以城市湖水体引流化污为切入点来优化城市水系连通性。研究表明：① 南昌市城区水系存在廊道空间分布不均匀,湖节点与其他水系节点连接的廊道较少等问题;② 优化后的城区水系相较于现在水系,其中水系环度（α）提高75%,节点连接率（β）提高14.88%,网络连接度（γ）提高14.63%。在城市水系连通性优化中,不应过分追求连通性而盲目增加湖泊廊道,应在连通性与湖泊连接的廊道数量之间保持一个平衡关系,以免水体污染物在湖泊中淤积。     

支持突发事件应急反应的建筑物内部交通网络分析

应用基于节点关系的3维拓扑数据模型,建立了建筑物内部通道的几何网络,较详细地讨论了走廊多边形的中轴线求取算法.然后基于图论算法对建筑物内部通道情况进行分析,并给出分析结果的3维表示.该方法对基于GIS的多层建筑物内的突发事件应急处理系统具有参考作用.     

基于图论的时空数据模型研究

首先分析已有时空数据模型的特点，认为难以显式表达时空语义，然后探讨并发展基于图论的时空数据模型。用图的顶点表示时空实体，用图的边表示实体的时态关系。该模型能显式表达时空实体与时态关系。最后用土地划拔为例进行分析。     

地图符号数学定义的研究

根据拓扑学和图论的有关定义及符号构形的知觉阈值，提出符号清晰描绘和表示的下极限－极限圆概念，通过地物在平面上投影的图上面积与极限圆的比较，推导了依比例符号、不依比例符号和半依比例符号的数字定义，从而使这三类地图符号的基本概念获得了精密的数字形式和定量描述。探讨了这三类地图符号的依存关系和相互转化的条件，使不依比例符号和半依比例符号随地图比例尺的缩小而数量倍增的规律得到了理论解释。     

地图符号视觉变量数学定义的研究

根据拓扑学、图论和集合论的有关定义，对形状、尺寸、方向、密度、亮度、结构、颜色和位置等8种视觉变量给出了数学定义。组合公式表明，由有限的视觉变量组成像元，再由有限的像元组成地图符号，可以获得大量的地图符号，从而说明设计与创造地图符号蕴含巨大的潜力。