基于Delaunay三角网模型的等高线地形特征提取及谷地树结构化组织

基于Delaunay三角网模型在矢量等高线基础上通过弯曲特征分析，给出了一种地形结构特征提取及谷地树组织的方法，与传统的基于DEM或TIN数据结构提取地形特征的方法相比，该方法不仅得到了谷地系统在平面图上的拓扑结构，还获得了河谷在空间分布上的汇水范围，依托矢量线、多边形的几何关系判断，增强了谷地树组织中的结构化，避免了DEM方法中的噪音干扰，方法的核心是Delaunay三角网在单根等高线弯曲深度表达上的层次结构识别。基于系统地实验详细讨论了3种树的结构化组织：等高线弯曲特征嵌套结构表达的二叉树、谷地系统拓扑关系表达的平面结构树、水文意义上主支流河谷表达的语义层次树。     

一种三维GIS矢量数据结构的研究--以矿山应用为例

本文针对传统数据结构的不足,借鉴二维矢量数据结构,并结合矿山实际情况,提出了用六组拓扑结构来刻划：点－结点,弧,环,曲面,体域和复杂地物之间的拓扑关系。引入“层次树”来动态维护这六组拓扑结构。最后针对一典型的矿山实体,给出了基于这六组拓扑结构的完整描述。实践证明：用本文所提出的六组拓扑结构能够很好地刻划出矿山实体的特点,“层次树”的引入则可大大减少数据维护所需的辅助操作。     

曲线形态的结构化表达

以弯曲作为曲线形态的基本结构单元,分析曲线形态的空间结构特征,提出一种曲线形态的结构化方法,即利用约束Delaunay三角网模型,结合格式塔原则,对曲线形态进行结构划分,将曲线弯曲划分为基本弯曲和复合弯曲,并对弯曲特征进行识别,给出弯曲间空间结构关系的探测方法,并利用面向对象模型对曲线形态的结构化知识进行表示.实验结果证明,与曲线弯曲深度层次二又树模型相比,本文提出的曲线形态结构化方法在弯曲划分的视觉感受、曲线形态结构化知识表达的完备性、用于曲线化简的实际效果更优.     

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。     

基于Delaunay三角网模型的等高线地形特征提取及谷地树结构化组织

基于Delaunay三角网模型在矢量等高线基础上通过弯曲特征分析，给出了一种地形结构特征提取及谷地树组织的方法，与传统的基于DEM或TIN数据结构提取地形特征的方法相比，该方法不仅得到了谷地系统在平面图上的拓扑结构，还获得了河谷在空间分布上的汇水范围，依托矢量线、多边形的几何关系判断，增强了谷地树组织中的结构化，避免了DEM方法中的噪音干扰，方法的核心是Delaunay三角网在单根等高线弯曲深度表达上的层次结构识别。基于系统地实验详细讨论了3种树的结构化组织：等高线弯曲特征嵌套结构表达的二叉树、谷地系统拓     

线要素综合的形状相似性评价方法

针对线要素综合质量评价中的形状相似性评价问题,提出一种基于双侧弯曲森林形状表示模型的线要素形状相似性评价方法。引入约束Delaunay三角网及其凸包,生成线要素的双侧根弯曲序列,并在每个根弯曲上生成弯曲树,使用三角形表达每个层次上的弯曲,从而建立基于双侧弯曲森林的线要素形状表示模型。在该模型基础上,顾及线要素的地理位置特征,对综合前后线要素的形状相似性进行评价。实验结果表明,该方法能够区别不同层次上的形状特征,与形状认知的层次一致,能够有效辨识综合质量是否存在问题。     

利用树编辑距离的等高线拓扑相似性度量方法

已有的拓扑相似性度量方法主要通过目标之间拓扑关系统计均值的差值,衡量目标之间的拓扑相似程度,在拓扑变化复杂区域由于拓扑关系的增减互补易产生度量误差。为此,提出一种顾及拓扑结构差异的等高线群拓扑相似性度量方法;引入Zhang-shasha算法将等高线群之间的拓扑变化转化为等高线树之间的转换编辑操作;构建基于树结构的拓扑差异表达;并利用动态规划方法求解等高线树之间的转换编辑距离;进而量化度量等高线群间的拓扑结构相似度。模拟数据实验和真实数据实验表明,该方法顾及了拓扑结构差异,能够有效度量多源多尺度等高线数据之间的拓扑相似程度,减少度量误差。     

在建筑物内部空间中应用GIS辅助视频监控

介绍了一种在建筑物内部空间利用GIS辅助视频监控的新方法.此方法通过一个结点弧段网络模型表示建筑物内部的可达空间,利用一个新颖的拓扑数据结构建立和维护可达空间与视频监控设备之间的空间位置关系.在建立结点弧段网络模型时,考虑了不同的情景,如楼层之间的空间及大型开敞空间等.基于此种模型及数据结构,描述了一个利用此方法进行快速定位可疑移动目标的实例及其实现过程.     

线要素几何信息量度量方法"

提出了基于弯曲的线要素几何信息量的度量方法。首先利用拐点识别线要素弯曲,将线要素几何结构分解为一组有序弯曲。进而基于地图信息产生的差异性和多样性特征本质,从元素层次的弯曲形态、邻域层次的弯曲拓扑和整体层次的弯曲分布来描述弯曲序列的空间特征,并提出相应的几何信息分类,即弯曲几何形状信息、弯曲几何拓扑信息和弯曲几何分布信息。然后针对不同类型的几何信息,分别建立各层次空间特征描述指标,在此基础上提出相应的信息量度量方法。实验验证了本文方法的可行性和合理性。     

基于25交模型实现带洞面域拓扑关系描述模型间的转换

目前研究已提出了多种带洞面域拓扑关系的描述模型,建立不同模型之间的联系可发挥这些模型在拓扑关系推导和分析中的优势。本文对比分析了基于点集拓扑和对象分解两种方法的6种拓扑关系描述模型,通过定义两个25交关系矩阵操作算子,建立整体面域与分解区域间的拓扑关系计算方法,实现了拓扑关系描述模型之间的转换。理论证明,表明关系矩阵表和扩展9交集模型,以及4元组模型与25交模型在表达拓扑关系的能力方面是一致的且可以相互转换,关系矩阵表可转换为25交模型和9交模型。实例分析说明本文方法可以利用25交模型的“桥梁”作用实现多种模型之间的转换,描述具有特定结构带洞面域间的拓扑关系。     

顾及拓扑一致性的水系三维曲线化简

鉴于常规曲线化简方法应用于水系曲线化简时难以顾及水系要素的三维特征及其拓扑关系,本文提出了一种顾及拓扑一致性的水系三维曲线化简方法。该方法首先对D-P算法进行三维扩展,实现水系中单条河流三维曲线化简,然后构建水系树结构表达其拓扑关系,最后按照水系树的层次顺序依次进行河流曲线化简和干流与支流的拓扑关系重构。试验结果表明,该方法化简精度高,既能保持水系的三维形态特征,又能保证河流交汇处的拓扑一致性。     

智能CAD中图的一种表示方法

试图提出广义结点概念，并给出图的一种表示方法。该方法用邻接表法表示广义结点与邻近广义结点的关系，用向量表示法表示单一属性广义结点链。在实现方法上，不采用链接表结构，而用动态通用串结构很好地实现了图的运算操作。并举例说明在智能地ＣＡＤ中的运用。     

构建结点上弧-弧拓扑关系的类方位角算法

同一结点上弧-弧拓扑关系的建立对多边形的自动生成具有重要意义,为了更好地描述同一结点上弧段间的拓扑关系,本文在考虑算法效率、可靠性和稳定性的基础上,通过引入方向夹角和类方位角概念,提出并实现了一种建立结点上弧-弧拓扑关系的类方位角算法.为检验算法的有效性,选取两个城市的道路交通网络进行了拓扑构建实验,通过与传统角度算法...     

高等级道路网的拓扑自动保持方法

基于道路网的结构分析,提出了一种高等级道路网拓扑自动保持方法,适用于任意提取的高等级路网。首先根据道路的连通关系生成对偶图,利用最小生成树保持道路网的整体连通性;然后使用广度优先搜索和最短路径计算进行悬挂弧段连接和合理路径连接,保持高等级道路网的导航连通性;最后通过实验验证了本文方法所保持的道路网拓扑结构的有效性。实验结果表明,通过本方法保持的拓扑关系能够保持道路网的整体连通性,反映道路网的高等级结构模式特征,而且与基于原始划分的高等级道路网所规划的最短路径相比,拓扑自动保持后的高等级道路网能够合理地反映道路结点之间的导航路径规划。     

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。     

一种基于层次路划结构关系约束的矢量道路网自动匹配方法

从人在识别同名道路时的视觉注意机制入手,提出一种基于层次路划结构关系约束的城市路网自动匹配方法。该方法遵循从突出到一般的原则,利用道路自然延伸形态模式构造比"路段"粒度更大的要素单元"路划",首先计算较大粒度的路划结构间的映射关系,继而结合概率松弛迭代优化机制建立结点之间的细部关系。试验结果表明:使用路划为单位进行相似性计算时,候选路划与最大参照解之间的差异率比候选路段与其最大参照解之间的差异率更为显著。在首层路划选取比例为10%时,能够保证首层路划匹配关系的稳健性,通过分层稳定参照空间与层次路划结构关系提高了对匹配关系的辨识能力,在局部结构相似而全局路划结构差异显著的区域具明显优势。     

一种面向对象的4层空间数据模型

针对“空间数据是否要建立拓扑关系并在数据库中显式地存储记录”一直是G IS领域争论的问题,给出了解决方案:融合拓扑关系数据模型和面向实体数据模型,进而在分析和总结现有数据模型的基础上提出了一种面向对象的4层空间数据模型。对模型作了4个层次划分:几何对象、基本和复杂要素、分层与分区以及多尺度表达。模型具有3个特点,即多尺度描述地理空间;能描述不同要素层、不同区之间的关系;用户可根据实际情况自定义要素层拓扑关系。最后给出了模型在自主开发的地理数据库管理平台Geoinfo中的应用情况。     

简单面目标与带孔洞面目标间拓扑关系的层次表达方法

带孔洞的面目标是现实中较为常见的一类复杂目标,它们之间的拓扑关系要比简单面目标复杂得多.本文基于空间划分和目标分解的思想,利用点集(拓扑学)理论中的邻域概念详细分析和描述带孔洞面目标的点集拓扑分量,这种描述方法实质上是简单面目标点集拓扑分量描述的一种自然延展.进而,对简单面目标间拓扑关系的描述和区分方法进行了扩展,层次地分析和区分简单面目标与带孔洞面目标间的拓扑关系.相比于Egenhofer等人提出的代数描述和间接表达方法,本文提出的方法是一种直接描述和层次表达的方法,并且与简单面目标间拓扑关系的表达方法是相统一的.     

基于历史拓扑和描述子的时空数据模型

针对已有时空数据模型在表达时空信息上存在的问题,提出基于一个新的历史拓扑和描述子的时空数据模型STORM.STORM采用结合显式表达和隐式表达的混合型方法来表示时空信息,其中历史拓扑显式表达时空对象间的历史关联,而描述子隐式表达单个时空对象的内部属性变化以及时空对象间的空间拓扑关系.该模型可以同时表达时空信息的静态语义和动态语义,并可通过扩展的关系结构和关系代数操作进行表示和查询.     

矢量曲线数据的网络渐进传输

提出了一种保持拓扑一致性的曲线多尺度表达方法,并基于此方法实现了曲线数据的网络渐进传输。该方法首先将曲线结点的重要程度、公共约束点和单调链等信息组织成单调线性BLG树结构,然后基于该结构按需实时生成多尺度曲线,利用优化的单调链求交算法维护拓扑一致性。曲线数据网络渐进传输实验验证了此方法的有效性。