线对象的惯性函数描述与三角剖分方法

现有线对象三角剖分算法没有顾及线对象的整体结构特征,导致三角剖分质量不高,难以支持大数据量的矢量制图和高更新率的动态制图。本文提出线对象的惯性函数,设计了一种线对象的单调分解与三角剖分方法。惯性函数的单调递增区间作为线对象的渐变区间,连续剖分为一个优化的三角形条带;惯性函数的单调递减区间作为线对象的突变区间,离散剖分为一个优化的三角形扇。试验表明:本文方法三角剖分的顶点、三角形、图元的个数均优于基于顶点和基于线段的三角剖分方法,能够显著提升线对象的绘制效率。本文方法也适用于封闭线型、宽度渐变线型与光滑线型。     

GPU友好的线状符号绘制算法

针对基于重复配置线型的地图线符号绘制方法的效率问题,本文提出了一种GPU(Graphic Processing U-nit)友好的绘制算法。对不跨越拐点的线型,采用基于平衡查找树的显示列表进行加速,并给出了适应显示列表的矢量线宽处理方法;对于拐点处需要变形的多边形图元,预先将其分解为凸多边形,并构造保凸的拐点变形算法来避免多边形实时凸剖分。算法较之于基于GDI(graphics device interface)的绘制,效率平均提高8倍以上。     

可编辑复杂线状符号库的设计与实现

针埘GDI＋绘制复杂线状符号存在符号不可编辑与遮捎等问题,设计了一种可编辑的复杂线状符号的组织方法,该方法将复杂线状符号分解为实线、虚线和点线蔓种基本单元,进而设计了基于这一种基本单元的复杂线状符号参数描述方法,解决了GDI＋绘制复杂线状符号存在符号不可编辑与遮挡等问题。采用C#实现了可编辑线状符弓库的设计与开发．建立了1：10000地形图符号库。最后,对本文方法与GDI＋方法的绘制效率进行了比较试验。试验表明本文方法不仅解决了GDI＋绘制复杂线状符号存在符号不可编辑与遮挡等问题．并且绘制效率也明显优于GDI＋方法．     

遥感图像纠正误差的局部变表改正

为了显示遥感图像的局部变形，本文提出了将遥感图像与数字栅格地图（DRG）或数字线划图（DLG）叠加显示和检查局部变形误差的方法，该方法在图像漫游和缩放的支持下，可以直观地显示出局部变形是否存在于几何纠正后的遥感图像中。为了解决遥感图像的局部变形问题，本文提出了将多边形的内部变形分解为多个三角形变形的纠正方案，并详细介绍了三角形几何变形纠正的原理。实例证明了本文方法的可行性和有效性。     

基于弱对偶的平面三角形格网离散线转化生成算法

矢量数据是地球空间数据的重要组成部分,数据离散化是其与栅格数据进行同构处理的重要环节,其中离散线的生成是基本问题。针对三角形格网离散线生成算法的不足,提出了借助弱对偶六边形格网,建立等效三角形格网离散线数学模型,并通过降维方式求解的研究方法。首先,根据三角形格网与六边形格网之间的弱对偶关系,基于六边形格网建立等价的三角形格网离散线模型;然后,利用降维思想将二维离散线模型等价变换为一维闭合路径求解;最后,设计并实现了平面三角形格网离散线转化生成算法。将该算法分别与Freeman算法和全路径算法进行了对比实验,实验结果表明,该算法的运算效率可达同类算法的9～10倍,且效果更优,可应用于矢量数据的实时格网化、地形建模、空间分析、模拟仿真等领域,应用前景广阔。     

快速生成等值线的凹包算法

针对传统等值线的生成是根据离散点利用凸包作为构建TIN的边界,采用等值线追踪的方法进行生成,然后再进行等值线光滑、添加相应注记等以完成等值线图的绘制,存在效率不高,待删除的冗余三角形较多等问题,该文提出了一种以凹包作为由离散点构建TIN的边界,将所有三角形中等值线段生成之后,再整体进行相邻线段合并成多段线折线的方法进行等值线生成,减少了冗余三角形。经过实际验证表明,此法不仅能够满足等值线的快速生成,而且对于狭长型地带或大数据量时其优势更加明显,能够有效降低劳动强度,并且此法简单易行,能够满足实际的生产需要。     

Delaunay三角网中点目标快速定位算法研究

为了提高内插法的构网速度及方便数字地面模型的后续应用,本文对三角形定位算法进行了研究,对基于点-线关系的方向定位算法和基于线-线关系的方向定位算法进行了改进,算法极大地减少了定位目标三角形的时间,由于定位三角形的速度是影响内插构网速度的一个关键因素,从而提高了构网速度。同时对两种算法进行了分析比较,得出最速方向定位算法更健壮,其定位路径唯一,效率更高。     

基于GDI＋的数字地图符号设计

GDI＋对矢量绘制提供了很好的支持,支持无锯齿、渐变、梯度、混合、透明等各种图像效果。能够自定义线条样式,支持线头和线冒,能够设置线条拐角处的连接样式。GDI＋这一系列的新特性,简化了矢量图形系统的开发,减小了地图符号系统设计的难度,提高了开发效率。本文通过对点线面符号构成的研究和分析,利用GDI＋新的特性,设计出美观高效的点、线、面等地图符号。通过对比和实践得出该方法能满足一般地图制图对符号的需求,并且取得令人满意的显示效果。     

一种单线与多面要素间的拓扑关系描述方法

本文将线要素与多面要素的拓扑关系分解为简单面要素与其相关线组之间的局部拓扑关系;并将局部拓扑关系细化为线面基本拓扑关系,用度量关系对线面基本拓扑关系进行描述,提出了一种描述单线与多面要素之间拓扑关系的方法,可应用于线与多面要素数据库的建立、数据存储和查询。实验证明了其有效性。     

一种单线与多面要素间的拓扑关系描述方法

本文将线要素与多面要素的拓扑关系分解为简单面要素与其相关线组之间的局部拓扑关系;并将局部拓扑关系细化为线面基本拓扑关系,用度量关系对线面基本拓扑关系进行描述,提出了一种描述单线与多面要素之间拓扑关系的方法,可应用于线与多面要素数据库的建立、数据存储和查询。实验证明了其有效性。     

一种面向虚拟地球的海面动态可视化优化方法

现有的虚拟地球中的海面可视化方法主要采用投影网格的方式组织海面格网,这种特殊的网格组织方式,导致其在反映不同海域差异性特征时存在缺陷。基于全球离散格网的海面可视化方法由于能够与虚拟地球离散的空间剖分相匹配,有效弥补了投影网格法的缺陷,因此更符合虚拟地球海面仿真应用的需要。然而现有的离散格网法存在绘制效率差、场景加载慢、需要修补格网缝隙等问题,限制了其应用发展。对此,本文在现有离散格网法基础上进行优化:首先,在数据结构上对传统等经纬度离散格网进行扩展,设计了一种面向GPU绘制的多尺度海面网格模型来组织管理海面格网;其次,为了实现风场驱动下的海浪动态绘制,在多尺度海面网格模型的基础上提出了一种支持实时风场更新的海浪动态绘制方法;同时,考虑到格网缝隙修补对系统效率的影响,本文针对海面格网特点并结合GPU技术提出了一种高效的海面格网缝隙修补方法。最后通过对比试验验证了本文方法的可行性和有效性。试验结果表明,本文方法绘制效率稳定,加载速度快,且能弥补现有方法在功能上的缺失,因此应用范围更加广泛。     

基于MicroStation的宗地图动态标注研究

针对当前地籍要素标注的缺点,提出基于凸包的界址线绘制方法,并结合坐标平移、旋转和复合动态技术,基于界址线型表达提出自动的、动态的宗地图标注方法。试验结果表明,该方法快速、准确而且灵活,可提高宗地图标注的智能化程度。     

GIS线目标间空间关系的集成表达方法

GIS中的线目标可以表达现实中一类广泛存在的空间实体,如地铁线、管线、道路以及河流等。以线目标为研究对象,基于分解与组合的思想,提出一种线／线目标空间关系的集成表达方法。在整体上,将空间关系分解为拓扑、方向和距离关系3种,并以拓扑关系描述作为方向和距离信息的载体,通过纳入局部的方向关系和距离关系,来集成表达两个线目标间的各种类型空间关系信息。其中在线目标间拓扑关系、方向关系和距离关系描述时,分别将它们分解为一组局部关系（或基本关系）,并通过对拓扑关系建立一定的排列顺序来进行描述。最后,通过一个简单例子说明本文提出的方法与Clementini和Di Felice（1998）的不同。以及本文方法对表达各种空间关系信息的可行性。     

数位绘图技术在高分辨率遥感影像精确镶嵌中的应用

近年来,高分辨率遥感影像应用日趋广泛。针对高分辨率遥感影像生产过程中,影像镶嵌环节使用鼠标绘制镶嵌线效率低、精度差的问题,本文提出使用数位绘图技术替代鼠标,以手工描绘的方式绘制镶嵌线,通过栅格-矢量转换,生成高精度矢量镶嵌线,实现高分辨率遥感影像的高精度无缝镶嵌。经实际生产项目应用,证明该方法切实可行,镶嵌线节点数量、镶嵌精度及生产效率显著提高,成果质量良好。     

地形立体景观图生成技术的研究

本文论述了用模拟灰度法绘制地形立体景观图的基本过程。首先用三角形面素来逼近地形表面,然后进行坐标透视变换和消隐处理,再根据选定的光照模型计算出每面素上各点的灰度值,最后采用彩色合成和图形叠加技术绘制出地形的立体景观图。     

复杂线状符号的设计及优化算法研究

针对地图线状符号中的需求，提出了利用自定义线型设计线状符号的新方法，以解决常规线型符号绘制的问题。此外，考虑到线状符号在拐角处易产生严重变形以及出现断裂、自相交等情况，提出了采用符号自适应性及双仿射变换方法的解决途径，实现符号化绘制，增强符号的可视化效果。     

基于曲面方程的三角形网格模型求交方法

在应用GIS不规则三角网的地层建模、表达和分析的研究过程中,会涉及到大量复杂的三角网格模型的求交运算。本文提出了一种基于曲面方程的三角形网格模型求交算法。该算法首先通过三维点要素,插值拟合出两个曲线方程,然后求解方程组获得交线方程,再将该交线分别投影到三角形网格上,获得顺序的投影三角形组,最后对两个三角形组做求交运算。该算法能快速有效地排除不相交三角形,同时,对候选三角形和三角形交线依次记录,大大减少了运算时间。     

影像三维重建的网格自适应快速优化

针对倾斜影像大场景三维重建过程中数据量大导致的三角网格优化效率低的问题,提出了一种平衡网格优化精度与优化效率的网格自适应快速优化方法。根据影像灰度信息计算沿着三角面法向量方向顶点梯度的初始值,根据每一个三角形的不同计算结果将三角形标记为活跃三角形与怠惰三角形,通过对网格中活跃三角形优化及放弃怠惰三角形优化的策略,在获得网格顶点最佳位置的同时自适应地实现优化效率的快速提升。标准三维重建影像数据集及真实无人机倾斜影像三维重建网格优化的实验结果表明了此方法的有效性。网格模型优化时间及精度对比的结果表明,该方法在优化三角网格的同时,较大幅度地提高了网格优化的计算效率,从而快速获得三维重建模型。     

基于GDI+的高精度地图符号库的设计与实现

通过对地图符号的数据结构进行分析，设计出满足地图需求的高精度地图符号，方便地图符号库的管理与维护。此外，考虑到线型符号绘制中的速度慢的特点，提出了高效率的绘制方法，设计并实现了一个较好的地图符号库系统。     

地图水系综合中等高线簇与河网协同的汇水区域提取方法

在地图水系自动综合中河流选取需要建立对不同河流重要性程度的有效判别。由于河流汇水区域直接反映河流的作用空间,因而其面积大小成为关键性的量化指标。目前基于河流的汇水区域自动提取方法主要从河流单一要素出发,按“空间均衡竞争”思想平分河流之间的区域,由于未考虑地形因素使得提取的汇水区域往往存在偏差,而传统基于DEM的汇水区域提取虽然考虑了地形,但没有与河流目标建立显性的对应关系。河流是一种天然的沟谷地性线,与山脊线具有对生互补的空间耦合关系,本文提出了一种等高线簇与河网双要素协同的河流汇水区域提取方法,该方法对河流与等高线的目标集合构建约束Delaunay三角网(CD-TIN)并将三角形分类,对不同类型的三角形分别采用骨架线提取规则与梯度向量引导的分水线搜索规则提取分水线段,连接形成网络结构并依此计算各河段的汇水区域。实验结果表明,本算法能更准确地提取河流汇水区域,从而为河流综合选取提供有效支持。