一种利用模拟退火思想的线状要素Morphing方法

提出一种基于模拟退火思想的线状要素Morphing方法,针对同名线状要素在大小比例尺下的两种表达,首先利用约束Delaunay三角网提取小比例尺地图上线状要素的弯曲特征点,然后采用模拟退火技术在特征点与大比例尺线状数据顶点之间建立全局最优匹配,匹配结果将两线状要素分割成多对对应线段,最后针对每一对对应线段采用常规线性插值方法进行Morphing插值。模拟算例和实际数据实验证明,该方法较好地顾及了线状要素尺度变换过程中的弯曲化简、删除、夸大、典型化等综合操作,变换结果能有效地保持原线状要素的结构特征,提高了Morphing变换的精度。     

更充分利用独立弯曲结构的线状要素Morphing变换方法

本文提出了充分利用独立弯曲结构的线状要素Morphing变换方法。该方法首先对不同比例尺表达的对应线状要素分别构建约束Delaunay三角网并建立弯曲森林,然后进行弯曲匹配以获得对应弯曲。鉴于对应弯曲“背面”的独立弯曲结构隐藏于更高层次的大弯曲中,对对应弯曲重新构建约束Delaunay三角网进而建立其“背面”的弯曲森林并进行弯曲匹配得到新的对应弯曲,依此递归充分挖掘对应弯曲结构。在此基础上,将所有对应弯曲的对应始点和对应终点都作为断点切割原线状要素,获得对应线段。最后,采用线性插值算法建立各对应线段之间的对应点关系并以对应点间的直线作为移位路径进行Morphing变换。通过实例分析,验证了本文充分利用独立弯曲结构的方法能够提高对应弯曲特征点的识别能力,从而能够更好地保持弯曲特征点并改善Morphing变换效果。     

层次特征点控制的线状要素Morphing方法

针对多尺度表达中同名线要素的变换问题,提出一种层次特征点控制下的线状要素Morphing变换方法,在已有的线性插值Morphing变换基础上,利用层次特征点对线要素进行分段控制,按对应弧段的结点的相对位置在本弧段的相同的相对位置处插入点,提高插值过程中点的位置对应精度,使中间比例尺的插值表达得到优化,提高Morphing变换的精度。     

一种基于形状上下文特征匹配的线状要素Morphing方法

提出了一种基于上下文特征的形状匹配方法,并将其用于线状要素的Morphing变换。首先通过计算每个点的形状上下文,建立形状直方图,然后通过直方图匹配找到同名实体在大小比例尺下轮廓点的最佳匹配关系。根据点的匹配关系,得到对应线段。最后通过分段线性内插实现线状要素的连续尺度变换。实验结果表明,基于形状上下文的轮廓点集匹配方法不需要标志点或者关键点,适应性较强,可以有效地实现形状匹配,极大地提高Morphing变换的精度。     

线要素移位的Morphing变换方法

移位是解决地图制图和GIS中空间冲突的基本算子之一。Morphing变换可以实现源对象到目标对象的连续平滑变换,通过从两个方面拓展Morphing变换,从而实现对线要素进行移位。首先分析了线要素空间冲突的类型。在线要素弯曲识别的基础上,以弯曲作为冲突检查和线要素移位的基本单元;然后,用Delaunay三角网探测冲突区域,将冲突位置定义在局部的线要素弯曲(组);最后拓展Morphing变换实施线要素移位,即先对冲突发生弯曲(组)进行镜像变换,再对冲突发生弯曲(组)和它们的镜像进行Morphing变换,并给出了变换参数与移位距离和方向的定量关系。实验证明了该方法有效、可行。引入图形镜像避免了普通Morphing变换中的特征点识别和匹配等两个难点。将弯曲作为冲突发生的范围和化解冲突的操作单元,可以实现要素局部与全局移位的有机统一。     

顾及线状要素综合要求的Morphing算法

提出了一种基于弯曲结构匹配的线状要素Morphing方法。针对不同尺度下的线状要素,通过建立约束Delaunay三角网,根据三角形的不同特征构建能够表达弯曲特征层次性的多叉树。基于多叉树结构进行匹配得到对应弯曲,对对应弯曲进行重要性评价,以尺度为依据舍去次要弯曲,从而得到任意尺度下的中间图形。实验结果表明,所提出的利用弯曲结构匹配的线状要素Morphing方法满足线状要素的综合要求,能保持线状要素上的曲折系数和弯曲个数对比,实现光滑渐变的连续综合效果。     

一种改进形状上下文特征匹配的线要素Morphing方法

提出了一种改进形状上下文特征匹配的线要素Morphing方法。该方法通过对小比例尺线要素进行点加密,使得点对之间的相似性评估不受点集数目差异的影响,仅与线上点的分布形态有关,并对原始形状上下文外围空间区域划分进行加密,使其在描述点的形状上下文时能更充分顾及外围点的影响;然后通过Kuhn-Munkres算法使得最终匹配结果在权重之和最大的同时达到全局最优;最后对匹配结果进一步进行调整,通过线性内插实现Morphing变换。试验表明,该方法与原有利用单一形状上下文进行特征匹配的方法相比,能有效避免Morphing变换过程中线要素自相交情况的出现,且在Morphing变换过程中能较好的保持线要素的形态特征。     

基于差分变换和均值变换的线状要素的无损压缩

线状要素是地理信息系统、地形环境仿真的基础数据,其压缩优化的研究具有重要的现实意义。根据线状要素存储的结构特点和无损压缩算法的编码特点,利用差分变换和均值变换对线状要素的结构进行优化、调整,精简线状要素的存储空间,减少数据存储冗余,集中数据能量,然后运用通用LZW压缩算法对数据进行二次压缩,达到了较高的压缩率。     

基于差分变换和均值变换的线状要素的无损压缩

线状要素是地理信息系统、地形环境仿真的基础数据,其压缩优化的研究具有重要的现实意义.根据线状要素存储的结构特点和无损压缩算法的编码特点,利用差分变换和均值变换对线状要素的结构进行优化、调整,精简线状要素的存储空间,减少数据存储冗余,集中数据能量,然后运用通用LZW压缩算法对数据进行二次压缩,达到了较高的压缩率.     

线要素化简算法的时间复杂度分析

线状要素是地图中数量最大、要素类型最多样的要素,其化简在地图自动综合中占据了重要的地位.目前对线状要素化简算法的改进、化简质量、化简精度等方面的研究较多,对线状要素化简算法的效率研究较少.此处是在兼顾化简质量的前提下研究算法效率,通过分析化简算法约束参数的特征,将线状要素化简算法分为6类,选取其中的几个典型算法,分析了其时间复杂度,并按照线状要素化简算法的时间复杂度将其分为线性算法和非线性算法两类,初步探讨了适合这两类算法的并行计算方法.     

Morphing Linear Features Based on Their Entire Structures

In this article, a new morphing method is proposed for two linear features at different scales, based on their entire structures (MLBES in abbreviation). First, the bend structures of the linear features are identified by using a constrained Delaunay triangulation (CDT in abbreviation) model and represented by binary bend‐structure trees. By matching the independent bends represented by the bend‐structure trees, corresponding independent bends are obtained. These corresponding independent bends are further used to match their child bends based on hierarchical bend structures so that corresponding bends are obtained. On this basis, the two linear features are split into pairs of corresponding subpolylines by the start and end points of the corresponding bends. Second, structures of the corresponding subpolylines are identified by the Douglas‐Peucker algorithm and represented by binary line generalization trees (BLG‐trees in abbreviation). The corresponding subpolylines are split into smaller corresponding subpolylines by matching the nodes of the BLG‐trees. Third, the corresponding points are identified by using the linear interpolation algorithm for every pair of corresponding subpolylines. Finally, straight‐line trajectories are employed to generate a family of intermediate‐scale linear features. By comparison with other methods, it is found that MLBES is accurate and efficient.     

基于多比例尺地图数据的线状要素综合方法

提出了一种基于多比例尺地图数据的线状要素综合方法,若一个顶点在两个不同比例尺的对应线状要素上都存在,则它在中间比例尺线状要素上也应该得到保留。首先,利用不同比例尺线状要素进行同名点识别,并在较大比例尺线状要素上进行标记;然后,以标记的同名点为断点,将大比例尺线状要素分割成多个线段;最后,对分割后的各线段结合Douglas-Peucker算法进行综合。通过实验分析论证了该方法的可行性及有效性。     

叠置分区辅助的相位编组直线提取算法

针对现有相位编组方法在区域分界线处产生边缘断裂及同一分区内直线拟合难题,提出了一种叠置分区辅助的相位编组直线提取算法。该算法通过两次分区生成交叠的八分区模式,二次分区中心线与一次分区分界线相重合。首先根据初始四分区,将梯度相位相同且相互连接的边缘点编组生成直线支持区,再对其进行边缘分裂,进而拟合出对应的直线。然后将不满足一次分区条件的边缘点再依据二次分区进行直线提取,以弥补一次分区在分界线附近产生的边缘断裂。本文算法原理简单,不需要参数调整。试验验证和对比分析表明,该算法不仅能有效、准确地提取影像上的直线特征,而且对于影像上的曲线特征也能通过直线拟合得到较好的提取结果。     

高分辨率光学遥感几何与纹理约束的线段优化算法

针对高分辨率光学遥感影像线段断裂问题,提出一种基于几何与纹理约束的线段优化算法。首先,将线段视为地物轮廓表达的一种方式,由此从同一地物边缘角度出发,提出线段断裂的几何与纹理规律;其次,提出线段优化算法,以提取线段结果为处理基元,依据线段长度确定初始优化线段,设定跟踪矩形,建立针对断裂线段的几何纹理约束模型,构建动态优化模型,并给出完整的线段优化流程。最后,通过多幅不同实际场景、不同类型高分辨率遥感影像的试验结果分析,表明本文算法不仅能够解决由地物遮挡、边缘模糊及边缘锯齿化造成的线段断裂问题,并且在优化线段长度以及抑制线段过提取问题方面,均表现出较大的优势。     

基于直线特征匹配的序列图像自动配准

提出了一种运用相应直线段特征作为控制基础的序列图像自动配准方法。根据相应直线段"共线"原理建立了图像配准模型,该模型的优点是不必精确定位相应直线段的端点,突破了相应特征必须严格"同名"的限制。同时,根据图像配准对控制直线段的要求,分别设计了序列图像中直线段特征的自动提取和自动匹配算法,从而实现了概略对准条件下的序列图像的全自动配准。     

一种基于等高线弯曲约束Delaunay三角网的地形特征提取新方法

地形特征包括地形特征点和特征线,它们是进行地貌分析与处理的重要手段,也是地貌结构化综合的重要内容。本文提出并实现了一种新的等高线特征提取方法。该方法通过对等高线进行凹凸段划分,获得等高线特征段（包括凹段和凸段,分别对应山谷和山脊）,并利用最大角作为约束条件、特征段的边作为约束边对所有特征段构建约束型Delaunay三角网（简称CDT）。然后,获取特征段CDT的骨架线作为局部特征段的地性线树,并将每棵地性线树的叶节点作为相应特征段上的特征点。最后,利用特征段及其CDT对特征点进行匹配,完成地性线的追踪,生成地性线。论文最后做了相关的实验,对该方法的有效性进行了验证。     

路网环境下的混合数据最近邻查询算法

路网环境下的k最近邻查询方法在地理信息系统、智慧城市、数据挖掘、医疗营救和物流配送等领域都有着较为重要的作用,已有路网环境下的最近邻查询方法无法直接解决查询对象为点而数据对象为点和线段混合的复杂数据的近邻查询问题,为了弥补已有方法的不足,提出了路网环境下混合复杂数据的最近邻查询算法。将查询过程分为预处理、数据集约减和数据集精炼3个部分,并与3种对比算法进行对比实验,研究了测试数据对象的数量、路网规模的大小对中央处理器运行时间以及输入/输出代价的影响。结果表明,所提算法能有效地处理路网环境下混合数据的最近邻查询问题。