建筑物多边形化简与形态探测方法研究

针对大比例尺地形图中居民地图形化简的一个方面———建筑物多边形的化简问题,提出一种与比例尺相关,结合角度和长度两类阈值为探测依据的化简方法,在Visual Basic6.0环境下实现了本算法,实验结果表明此方法在保持街区的形态特征上效果明显。     

基于邻近四点法的建筑物多边形化简

对早期的局部线化简算法进行拓展和改善,提出一种以建筑物多边形上邻近四点组合为基本处理单元,以最小可视长度阈值为综合指标,通过对其凹凸结构的类型判别及区别处理,实现建筑物多边形快速化简的方法。将线化简中对三点或多点进行局部处理拓展为邻近四点,较好地保持了建筑物形态特征;有针对性地采取全局检查消除自相交现象,并探讨了起始点的选择问题。选取1∶10 000居民地数据进行多组地图综合试验,结果表明该方法可有效地保持多边形的轮廓特征与面积大小。     

参数优化的建筑物多边形化简研究

本文针对建筑物多边形化简当前存在的问题,将参数优化的方法引入化简的全过程,在渐进式图形化简的基础上,通过把建筑物多边形的几何特征、结构特征和化简所遵循的一系列约束规则参数化、变量化表示,建立了建筑物多边形化简的数学模型,通过对模型的求解,来达到化简建筑物多边形的目的。成果已经应用于数字地图的生产,实践证明该算法的化简效果好,普适性较高,符合应用需求。     

利用约束D-TIN进行建筑物多边形凹部结构识别与渐进式化简

分析了位于建筑物多边形外侧的凹部结构特征及其类型,探讨了一种基于凹部层次结构的建筑物多边形渐进式化简方法,即以三角形为形状基元,用约束Delaunay三角化方法对建筑物多边形进行空间剖分,从凹部三角形树中提取三角形序列,通过匹配特征序列识别凹部的基本模式,以确定和实施相应的凹部化简方法,在此基础上迭代执行识别-化简过程,以实现对建筑物复杂凹部的渐进式化简。实验分析表明,该方法具有结构化和渐进综合的特点。     

顾及邻近五点的建筑物多边形化简方法

针对传统的建筑物化简算法无法准确保持建筑物局部细节几何特征,容易产生尖锐凸角等问题,提出了一种基于邻近五点的建筑物多边形化简方法。通过将多边形边界上的邻近五点定义为基本处理单元,实现对建筑物边界Z形平行、Z形不平行、U形平行、U形不平行的4类几何模式划分,进行渐进式化简,并针对化简过程中产生的尖角顾及角度约束对其削尖。对某地区部分1∶1万实际建筑物多边形数据进行试验,结果表明,所提算法在保持建筑物基本几何形态特征的基础上,能够尽可能地避免尖角的产生,化简结果更加符合人类的视觉认知。     

制图综合中建筑物多边形的合并与化简

讨论了数字环境下顾及建筑物矩形几何特征的多边形自动综合算法,针对多边形之间的拓扑邻近与视觉邻近两种空间关系,提出了基于矢量和基于栅格的两种建筑物多边形合并方法。关于建筑物形状的化简,本文提出了矩形差分方法,并在此基础上建立了建筑物多边形化简的层次化途径。     

制图综合中建筑物多边形的合并与化简

讨论了数字环境下顾及建筑物矩形几何特征的多边形自动综合算法,针对多边形之间的拓扑邻近与视觉邻近两种空间关系,提出了基于矢量和基于栅格的两种建筑物多边形合并方法。关于建筑物形状的化简,本提出了矩形差分方法,并在此基础上建立了建筑物多边形化简的层次化途径。     

改进的邻近四点法建筑物多边形化简算法

针对应用邻近四点法化简建筑物多边形时因实际数据的复杂性及该算法的不完善出现的效率下降和准确性降低问题,该文提出了一种基于邻近四点法建筑物多边形化简的改进算法。该方法排除了冗余点的干扰,避免运算耗时;细化了基本处理单元的分类,避免遗漏特殊结构类型基本处理单元的处理;对建筑物多边形进行了分类及实时标记,以达到在同时考虑基本处理单元和建筑物多边形的情况下实现建筑物多边形化简的目的。实验结果表明:此改进算法更加实用化,且提高了建筑物多边形化简的效率和准确性。     

数学形态学和模式识别在建筑物多边形化简中的应用

针对居民地图形化简的一个方面--建筑物多边形的化简,提出一种在与地图比例尺相关的动态栅格和矢量数据相结合的数据模型支持下,综合利用数学形态学和神经网络支持下的模式识别的化简方法.在Visual C 环境下实现基于此方法的系统并进行实验,实验结果说明此方法在保持街区的形态特征上效果明显.这种方法将制图综合知识融入图形化简操作之中,是自动制图综合智能化的一次新的尝试.     

顾及路网结构保持的城镇居民地自动综合

以往居民地自动综合的研究多集中于建筑物的多边形化简,较少考虑到其与街区、道路网的联系。提出了顾及路网结构保持的城镇居民地自动综合模型,此模型包含道路选取和街区内部结构概括两方面。前者基于网眼密度并结合路划功能选取道路数据,用于街区合并;后者则主要涉及建筑物多边形化简,通过改进矩形差分组合方法,在原有面积阈值的基础上添加距离阈值,并提供新的分层化简思路。以1:1万地图数据到1:5万比例尺的自动综合实验验证了本文算法的可行性和有效性。     

支持地图综合的面状目标约束Delaunay三角网剖分

针对多边形面状目标的综合问题,建立了二维空间中约束Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网剖分结构,融入多边形的环、岛屿、边界、顶点的描述,通过形式化条件检索,在该结构上提取二维空间中各种感兴趣的由剖分三角形组成的区域,用于支持地图综合中邻近多边形的搜索、多边形弯曲部位的识别、冲突关系探测、多边形合并等操作。并对基于骨架线的图结构建立、分枝宽度计算等几何问题进行了详细讨论,指出了其在诸如双线河中轴化、街道中轴线网络模型建立、多边形合并中的邻近关系分析、面状目标注记自动定位领域的支持作用。     

一种基于条件极值的建筑多边形直角化的方法

在地图综合中,许多建筑多边形化简的方法都是针对于直角多边形的,建筑多边形的直角化也是地图数据在进入GIS之前对数据完整性检验的必经过程.本文介绍了一种利用条件极值来计算直角地物中各点坐标改正数的方法.该方法成功用于大比例综合缩编软件GenTool,并获得了满意的效果.     

利用骨架线端点匹配进行面状要素渐变变换

面向空间数据连续地图综合问题,提出了一种基于骨架线端点匹配的面状要素渐变方法,通过在两个关键表达之间进行尺度内插,实时、动态地派生任意中间比例尺地图数据。首先,对面状要素在大小比例尺下的两重表达分别进行约束Delaunay三角网剖分并提取各自的骨架线特征;然后,使用最优子序双射优化技术对骨架端点进行匹配获得多边形边界上相对应的特征点序列;最后,在剖分边界的基础上进行分段常规线性内插,获得面状要素介于始末尺度之间的多尺度表达。实验结果表明,该算法充分顾及了空间数据弯曲结构特征,对于光滑边界面状要素的渐变变换具有良好的渐变效果,可用于空间数据的连续地图综合和多尺度表达。     

DLG空间要素网格综合法研究

通过将网格法用于DLG空间要素综合的数学计算过程的研究,提出DLG要素综合的一种新方法——网格综合法。通过对点、线、面要素网格综合法的系统分析,重点论述线、面典型空间要素的网格综合法的理论和方法,并提出数学模型,为空间要素自动地综合提出一种有效的技术途径,这在各级地理信息空间数据采集和建库中具有重要意义。     

MapGIS与MapStar在城市地图更新多边形拓扑重建中的应用研究

多边形拓扑重建是城市地图更新建库工作中关键性的一步,针对MapStar中拓扑重建的存在的问题,笔者采用MapGIS建拓朴,MapStar赋属性两者相结合的一种方法,能快速完成的多边形拓扑关系的重建,提高建库速度,实验证明,采用此方法,在城市地图更新建库工作过程中可提高30%-40%的工作效率。     

DLG空间要素网格综合法研究

通过将网格法用于DLG空间要素综合的数学计算过程的研究,提出DLG要素综合的一种新方法——网格综合法。通过对点、线、面要素网格综合法的系统分析,重点论述线、面典型空间要素的网格综合法的理论和方法,并提出数学模型,为空间要素自动地综合提出一种有效的技术途径,这在各级地理信息空间数据采集和建库中具有重要意义。     

Use of shadows for detection of earthquake-induced collapsed buildings in high-resolution satellite imagery

In this paper, we present a hybrid shadow-analysis approach that integrates the model- and property-based methods for detecting collapsed buildings after an earthquake using high-resolution satellite imagery. The framework of the proposed approach has four main steps. (1) The three-dimensional (3D) building model is established according to its footprint and height data stored in a geographical information system. (2) The theoretical shadow area of the building at the time that the post-seismic image was acquired is calculated. And the polygon of the ground shadow area of the building, which is called the theoretical ground shadow polygon, is extracted. (3) The theoretical ground shadow polygon is overlaid with the casting shadow area of the building, which is called the actual shadow area in the post-seismic satellite image, and the mean value of the digital number values of the post-seismic image pixels within the polygon of the theoretical shadow area is calculated. (4) The calculated mean value is compared with predefined thresholds, which are determined by the training pixels collected from the different types of shadows. On this basis, the shadows of totally collapsed, partially collapsed and uncollapsed buildings can be distinguished. A comprehensive experiment for Dujiangyan city, one of the urban areas most severely damaged in the May 2008 Wenchuan Earthquake, was conducted, and the experimental results showed the superiority of the proposed approach to the other existing ones.