GIS环境下污水管网设计流量的快速计算

针对ＧＩＳ环境下污水管网设计问题，提出了一种快速计算管段设计流量的方法－递归方法。分析了递归的原理、链式表的建立以及递归算法的具体实现等，并以实例阐述了递归计算的各个步骤。     

一维边缘检测算子的递归算法

本文对边缘检测理论和算法作了理论和实验方面的深入研究，选用Ｄｅｒｉｃｈｅ依据Ｃａｎｎｙ设计思想导出的边缘检测算子，证明了递归算法代数卷积算法实现边缘检测的基本原理，导出了几种算子逆归算法的实用公式，实验证明递归算法比卷积算法实现边缘提取在速度方面有着明显的提高，为一维影匹配中数字影像特征提取提供了快速而实用的边缘检测方法。     

基于灰色预测和神经网络的城市建设用地量预测

采用灰色预测和NARMA(p，q)递归网络模型预测相结合的方法，对城市建设用地量预测值进行神经网络组合预测，在杭州市的实际应用中得到了较好的结果。     

基于球面四元三角网剖分的层次空间关系推理

主要讨论了基于四元三角网（Quaternary Triangular Mesh,简称QTM）球面层次格网剖分的基础上，通过单元递归细化来确定2个球面实体的空间关系。传统确定空间关系的方法是通过二元经典剖分元－实体的内部（xi)和外部（xe)，通过对QTM球面层次特征的分析，增加了第3个剖分元－不定剖分元（xm)，利用三值逻辑－true(T)，false(F）,和maybe(M)快速准确地确定2球面实体的拓扑关系。其基本原理是：在球面四元三角网的根水平带有不确定空间关系开始，一层一层地递归细化，来排除不可能结果。当细化的信息满足一定的查询要求，递归分解过程就停止。特别在细化过程中，提出并应用了“继承推理”方法来提高系统效率。     

多次计算可靠性矩阵Q_vv·P的逐次递归快速算法

在平差系统的质量分析和优化设计以及粗差检测等许多问题中，都需多次计算对可靠性研究至关重要的幂等矩阵Q_(vv)·P。本文推导了Q_(vv)·P之元素与权矩阵P之元素的微分关系式，据此又导出了相应的函数关系式，最后提出了当观测值的权阵P改变时，利用先前的Q_(vv)·P计算新的Q_(vv)·P的逐次递归法。实验表明，逐次递归法有较常规方法高得多的计算效率。     

结合多特征的快速协同高光谱异常探测算法

针对协同表示算法的计算复杂度高、空间特征缺失问题,该文提出基于快速递归与多特征协同表示的异常探测算法。首先根据像素位置构造变换矩阵,由矩阵求逆引理导出递归更新方法,以提升协同表示算法的时效性。然后从高光谱图像中分别提取光谱特征、Gabor特征、扩展多属性轮廓特征,应用快速递归和协同表示方法,将多特征探测结果采用自适应加权方法进行融合,更好地实现异常目标和背景类的分离。采用该算法对3组高光谱数据进行实验：通过时效性对比发现,快速递归算法的检测效率提高了30%以上;同时,利用ROC曲线及AUC值对比分析发现,该算法表现出良好的探测性能。     

基于二叉树思想的任意多边形三角剖分递归算法

提出了一种基于二叉树思想的任意多边形三角剖分递归算法。该算法采用二叉树思想，确定剖分三角形的二叉树状结构，并采用递归算法实现。这算法可适用于任意形状的凹或凸多边形，也适用于包含岛屿的多边形。此外，在考虑边界点高程的基础上，可充分顾及地形特征。该算法完全适用于长距离河流流域的三维面状表达。     

矢量数据压缩的Douglas-Peucker算法的实现与改进

分析曲线磁量数据压缩的Douglas-Peucher算法及相关理论，给出该算法的递归实现方法，并提出利用径向距离作为补充的约束条件，以控制数据压缩的面积误差和保持原始曲线的光滑形态。     

电子海图最短距离航线自动生成的改进方法

针对航路二叉树方法绕行碍航区处理不完备、效率低等缺点,提出了最短距离航线自动生成的改进方法。通过复杂碍航区路径的递归搜索和碍航区绕行规则的优化,实现了复杂情形下的航线自动生成;利用方向一致性判断、边界检测和动态包络矩形排斥等策略优化航线生成,并采用递归处理和动态判断的方式求解最短距离航线。此方法与已有的航路二叉树方法相比,在自动生成航线的质量和效率上都有明显提高。     

空间数据的三角形四叉树结构及其基本操作

三角形体系数据结构可建议在全球地理信息系统中使用。本文简要介绍八面体的递归细分规则及其与经、纬度之间互相换算的算法公式，地球表面上点、线和面的表示方法，以及有关三角形邻域识别、区域填充和目标膨胀的算法。     

An Improved Hierarchical Segmentation Method for Remote Sensing Images

This paper presents an inversed quad tree merging method for hierarchical high-resolution remote sensing image segmentation, in which bottom-up approaches of region based merge techniques are chained. The image segmentation process is mainly composed of three sections: grouping pixels to form image object/region primitives in imagery using inversed quad tree, initializing neighbor list and region feature variables and then hierarchical clustering neighboring regions. This segmentation algorithm has been tested on the QuickBird images and been evaluated and it exhibits good efficiency over initialization of neighbor list for quad tree node/region primitives. This paper also provides a brief proof of the good efficiency of a sorted merge list which can be viewed as an alternative for dither matrix to randomly distribute region merging pairs which is adopted in e-Cognition.     

GIS典型几何计算算法的并行化及优化研究

空间数据规模的快速增长对传统矢量数据分析方法提出了更高的计算效率和处理规模要求。随着计算机硬件和软件技术的进步,并行计算为提高GIS中典型几何计算算法的计算效率、扩大问题处理规模提供了有效手段。本文在Visual Studio 2010中,使用标准C++编程语言,基于GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)库实现空间数据的读写操作,针对线简化算法的并行化问题,在高性能计算环境下对并行任务调度策略、并行计算粒度、数据分解方法等多个核心内容开展研究。在完成相关串行算法的基础上,实现了该算法的并行化和优化设计,为相关的矢量数据空间分析方法的多核并行优化提供了思路和参考。     

Tile‐based polygon overlay of vector data in a virtual globe

The demand for analysis of large‐scale data has increased with increased access to spatial vector data. Polygon overlay of vector data in a virtual globe requires proprietary data structures and proprietary analysis algorithms. A vector data structure is designed for rapid polygon overlay in a virtual globe by recording the metadata of the triangles (TriMeta) that constitute polygons. A polygon overlay algorithm is proposed based on this data structure. The overlay of two complex GIS polygons is transformed into the intersection computation of their 3D triangular presentations. The intersection computation of two sets of triangles is reduced considerably by utilizing TriMeta to filter out the disjoint triangle pairs and rapidly identify the contained triangle. The new method improves the overlay efficiency in a virtual globe because the amount of computation required to calculate the intersections of two large polygons and drape the intersections onto a terrain surface is reduced.     

基于GIS的地下管线管理系统的设计与实现

随着城市的扩张,地下管线日益复杂,传统的管线探测和资料管理已不能满足实际的应用需求。基于此,本研究设计开发了基于GIS的地下管线管理系统,可以实现大规模地下管线数据的管理,提高数据的查询和应急管理效率,从而维护城市生命线的正常运行,为城市发展提供更好的支撑。     

利用有向图进行排水管网自动化流向分析

超标排放是城市排水系统中面临的问题之一,为了高效准确地获取超标水体的流径及最终排放口,提出一种基于有向图的流向分析算法。在分析管网有向几何模型、流向与管线一致性后,利用正向广度优先搜索、缓冲区分析及跨管种混接点搜索进行算法设计,实现在步进搜索过程中自动获取超标水体所流经的管线,并通过实例验证了算法的有效性。与传统方法比较,提出的算法在海量数据下大幅提高了分析效率。     

领域知识辅助下基于多尺度与主方向纹理的遥感影像土地利用分类

基于灰度共生矩阵(GLCM)的纹理特征在影像空间分析中具有重要作用,提出了一种在领域空间知识辅助下构建GLCM多尺度窗口与主方向权值的方法,从而提高纹理特征的有效性,并解决影像土地利用分类中存在的不确定性问题。为此,根据人类目视解译的特点,对GIS与RS数据进行集成计算:首先,在图像配准的基础上,利用经典的GIS空间数据挖掘算法,渐近式地提取领域形态知识;接着,采用关联分析法建立其与GLCM构造因子之间的响应机制,并设计了基于地类形状指数的多尺度窗口建立算法,以及基于地类主方向分布指数的方向权值测度算法。试验结果表明,领域形态知识与GLCM空间因子之间具有强相关关系,该方法提取出的纹理特征可以描述复杂地物的空间意义,算法复杂度低,性能优越,有效提高了影像土地利用分类的精度。     

基于非文件存储与多数据单元的城市管线GIS

在分析传统的分图幅、多文件存储管线GIS数据弊端的基础上,本文提出基于非文件存储与多数据单元构建城市综合管线GIS系统的新方法,并对这种方法的优越性进行了详细的阐述。结合浙江丽水城市综合管线GIS系统的项目建设,文中还给出了利用这种方法构建城市管线GIS系统的具体过程,以期对其它城市的同类系统的建设提供一定的参考价值。     

基于特征元的符号库数据结构及算法探讨

空间数据符号化是GIS中数据可视化的重要手段,是目前GIS实现过程中计算机时间开销最大的工作之一.提高空间数据符号化效率,是提高GIS软件性能的重要方面,本文提出考虑全局优化、面向符号对象整体、基于特征元的算法设计思想.据此提出一种基于特征元的符号库的数据结构及实现算法.实验表明,运用该算法及相关数据结构的空间数据符号化软件不仅效率优于传统算法,而且扩展了符号库法实现空间数据符号化的功能.     

基于Android平台的地下管线数据移动采集软件设计与实现

城市地下管线是城市公共基础设施的重要组成部分,如何快速及时地维护和更新地下管线信息是城市管理的基础内容之一。利用纸笔绘制地下管线草图和属性信息的传统方式工作量大,数据质量低、效率差,已经不能适应目前的需求。本文基于Android和移动GIS设计并开发了地下管线信息采集系统,规范了地下管线外业数据采集流程。通过现场实际项目测试表明,该系统可以较好地提高地下管线数据采集的效率和质量,与地下管线数据的内业数据整理无缝衔接,满足城市管理中地下管线信息及时快速更新的需要。     

GIS中面的游程编码表达、实现与应用

游程编码是一种常用的压缩和表达栅格数据的技术,GIS中面状要素的栅格化有时也采用这种方法。本文主要研究面的游程栅格化方法,设计并实现了一种扫描线算法,主要思路为:计算扫描线与面边界的交点并组织为有序断点链表形式,然后根据扫描行上断点序号的奇偶性建立有序游程链表。为降低栅格化过程中位置精度的损失,提出用实数值记录游程边界的方法。论文还探讨了游程编码的常见操作及其实现,通过实例说明其在GIS面操作中的应用与优势。