GIS中缓冲区自动生成问题研究

缓冲区分析(Buffer Analysis)是地理信息系统(GIS)重要的空间分析功能之一。地理信息系统中的缓冲区生成分点、线、面三种,其中线状目标缓冲区生成是关键和基础。本文将线状目标缓冲区的生成分为每个线状目标缓冲区多边形独立生成过程和所有线状目标缓冲区多边形重叠合并过程两个阶段,并分别给出了相应的矢量算法。     

GIS中缓冲区自动生成问题研究

缓冲区分析是地理信息系统（ＧＩＳ）重要的空间分析功能之一。地理信息系统中的缓冲区生成分点、线、面三种,其中线状目标缓部眍生成是关键和基础。本文将线状目标缓冲区的生成分为每个线状目标缓冲欧 独立生成过程和所有线状目标缓冲工多边形重桑合并过程两个阶段,并分别给同了相应的矢量算法 。     

双向缓冲区算法及其在海图线状要素综合中的应用研究

本文分析了海图线状要素自动制图综合的现状以及现有常用的几种自动制图综合的算法,介绍了双向缓冲区算法的概念并给出了双向缓冲区算法的定义,研究并证明了双向缓冲区算法的特性。分析了利用双向缓冲区算法综合海图线状要素的原理,并比较了双向缓冲区算法与现有算法在综合海图线状要素上的优越性。给出了几种确定缓冲区半径的方法,并通过实验验证了由这几种方法确定缓冲区半径的可行性。     

缓冲区生成的游程刷叠置算法

提出了一种基于游程编码技术和栅格叠置思想的缓冲区生成算法,其基本思路为:用一个宽度等于缓冲距离的"刷子"沿缓冲目标进行跟踪标描,标记穿越栅格并进行动态叠置,得到栅格形式的缓冲区,然后进行结果矢量化。以线状目标集为例进行了测试和分析,结果表明,该算法在时间复杂度、空间复杂度、计算精度等方面具有一定优势,是一个较为实用的缓冲区生成算法。     

缓冲区生成研究进展评述

缓冲区分析是GIS的核心空间分析功能之一,缓冲区生成在GIS软件开发中亦具有重要地位。目前,对缓冲区生成的研究主要着重于平面坐标系下点、线、面及复合目标缓冲区的生成方法。本文从生成算法、应用需求、实现技术等角度探讨了缓冲区生成的基本问题与目前的研究现状,从算法特点、性能、适用性等方面评述了近年来提出的算法,总结了目前存在的一些难点,在此基础上对缓冲区生成的未来发展趋势进行了展望,并认为以下内容是缓冲区生成研究方面有待加强的方向:面向海量空间数据和网络应用的高性能缓冲区生成算法研究;基于地球椭球体表面、基于网络距离等非平面空间参考系下的缓冲区生成方法。     

缓冲曲线和边约束三角网辅助的缓冲区生成算法

本文在分析了已有的缓冲区生成算法后,提出缓冲曲线和边约束三角网辅助的矢理缓冲区生成算法。算法分两步,第一步生成作者提出的缓冲曲线,第二步将缓冲曲线切割组合的缓冲区。算法通过缓冲曲线切割在理论减少了参与切割的线段数目,将不可能成为缓冲区边界的线段在一开始就剔除;在第二步中,算法通过边约束三角网和环绕系数的传递将线段切割重组的过程优化,不相交的线段之间免去比较判断,从而为生成缓冲区一个快速完整的方案。     

一种广度优先的等时缓冲区生成方法

在城市路网中,用户一般沿着道路运动,传统的欧式距离缓冲区在表达用户可达区域方面存在不足,因此,提出了等时缓冲区概念。这里阐述了等时缓冲区的数学模型,对等时缓冲区和欧式距离缓冲区在基于位置的服务和地理位置相关的研究中存在的优势与不足进行了对比分析。针对现有等时缓冲区生成算法存在额外计算的问题,提出了一种基于广度优先搜索的等时缓冲区生成算法。采用北京地区路网数据进行试验验证,结果表明,在试验区域内,算法具有应用于大规模Web服务的可行性。     

多目标缓冲区生成算法

通过凸角圆弧算法对单一目标缓冲区生成进行改进,解决了自相交和尖锐角的问题。对于含有内环的多目标缓冲生成也给出了具体的解决方案,给出方便、实用的多目标缓冲区生成算法。     

Google Earth中类缓冲区算法

Google Earth缺乏空间分析功能,为在其中实现类似GIS软件的线状要素缓冲区分析,提出三种箅法,分别是加密点算法、点到线段距离算法和类栅格算法.结合天然气管道巡线监控系统中自动识别巡线工与管道的距离是否超限的功能,阐述三种算法的原理及优缺点比较.在精度要求不是非常严格时,此三种算法具有很强的实用价值.     

基于条带扫描思想的线目标缓冲区快速构建

空间目标缓冲区建立的传统算法是基于平行双线扩展思想,在基线复杂分布情形下,该算法对于岛屿和多边形外环的构建及空间关系的处理十分困难。将计算几何的旨在提高运算速度的“条带扫描”思想引入到缓冲区建立过程,对曲线分离出多个两点连接的线段集,生成每条线段的椭圆形基元缓冲区,通过条带扫描法对基元缓冲区叠置生成岛屿内环与多边形外环,判断其间的套合关系。该算法在严密的逻辑组合分析条件下能够对单条或多条基线的复杂情形生成正确的缓冲区多边形,同时运算速度得到改进,达到O(nlogn)。     

结点的等效变化及缓冲区快速生成算法

目标缓冲区生成的算法一般都要经过两个阶段:单个目标缓冲区多边形的独立生成过程和多个目标缓冲区多边形间的重叠合并过程。本文将要生成的缓冲区边界凹侧结点做等效变化成两个相等的点,且定义其连接关系为圆弧,从而实现了边连接的循环运算,只寥寥几行代码解决了折线单目标缓冲区的快速生成,同时也大大减少了重叠合并过程中复杂的工作量,并且易于缓冲边界拓扑关系的建立。     

关于角平分线法建立线状缓冲区算法的改进

分析了用对角平分线法建立缓冲区的算法,提出了一种新的求角平分线和缓冲点的方法,实践证明其在算法实现方面是可行的,而且效果比较理想。     

基于场论的动态缓冲区生成方法与应用

缓冲区可分为影响度只呈单一距离关系的静态缓冲区和影响度随距离变化而呈不同强度的扩散或衰减的动态缓冲区。本文通过对现有动态缓冲区算法在实际应用中存在的不足与局限的分析,提出了一种新的基于场论的动态缓冲区生成方法。该方法以场论的观点为指导,打破了传统缓冲区在进行重叠合并时简单地采用影响度小的服从影响度大的方法,而是按照场强叠加的原理,将各个影响度进行叠加来生成动态缓冲区。论文按照实际需要,提出了两种新的动态缓冲区模型,给出基于场强积分原理的动态缓冲区影响度的计算方法,实现了基于场论的动态缓冲区的生成,并成功应用于实践中。     

不规则三角网数字水深模型缓冲面快速构建的滚动球加速优化算法

针对TIN_DDM缓冲面构建与应用中存在的数据类型特殊、算法效率与模型精度不匹配的问题,本文将滚动球模型应用扩展至TIN_DDM缓冲面的构建过程。在分析滚动球模型构建精度局限的基础上,建立了滚动球半径关联的滚动球模型整体精度控制方法;结合大数据量TIN_DDM缓冲面多次构建的应用效率需求,阐明了关键采样点与滚动球半径对TIN_DDM缓冲面构建效率的影响规律;设计了TIN_DDM缓冲面构建关键采样点的判定准则,建立了关键采样点与滚动球半径的数值关联关系;提出了一种基于滚动球加速优化模型的TIN_DDM缓冲面快速构建算法,算法时间复杂度为O(n)。试验结果表明:本文算法可实现任意缓冲半径条件下TIN_DDM缓冲面的多次快速构建,且算法精度控制在2σ内。     

网格环境下缓冲区分析的并行计算

提出了基于网格环境下缓冲区分析的并行计算方法,用以提高缓冲区分析的效率。考虑到大多数地理信息系统中缓冲区分析数据的特点,提出了基于图层和地理空间区域的任务分解方法。利用已经构建的网格计算环境,实现了武汉城市地图中一条道路缓冲区分析的图层式并行计算,从实验结果的分析,可以看出网格环境下缓冲区分析的并行计算在效率方面具有明显的优势。     

改进约束D-TIN的等高线陡坡区域识别

针对高线图中陡坡区域特征的自动识别问题,在应用Delaunay三角网与线性插值法生成等高线图的基础上,改进了基于最大角原则生成约束Delaunay三角网的算法,对等高线图进行了三角剖分,根据等高线之间约束三角形的几何参数,计算了等高线图坡面单元坡度,识别出坡度较高区域。进一步地,给出了一种扩张算法对相连陡坡单元进行划分形成陡坡区域,计算了各个陡坡区域中心坐标、面积与平均坡度。通过对12组有256个坐标高程值的数据构建约束D-TIN并生成三维地形图对识别结果进行了评价,识别正确率达0.903,平均识别时间为33ms。实验表明,对于不同数据生成的不同等级等高线图的识别结果均有较高的效率与准确率。     

基于出行时间的缓冲区分析

本文针对基于欧氏距离缓冲区分析在选址应用中的不足,将路径思想引入缓冲区分析中。以商场选址为例,分析、定义了路径时间、出行时间的概念和数学模型,并在此基础上提出了基于出行时间的缓冲区分析方法,并给出了实现算法和分析实例。结果表明,基于出行时间的缓冲区分析在选址分析方面有很大潜力。     

GIS缓冲区建立中的双线问题

缓冲区分析是地理信息系统重要的空间分析功能之一。本文讨论了GIS缓冲区建立中的双线问题,为解决双线问题提供了一种合理的途径。首先,介绍了平行双线基本算法,然后在重点分析了算法中所存在的异常情况的基础上,分别对失真和自相相交两种异常问题制订了合理地解决方案,最后编程测试其效果,证明了方案的可行性。