顾及三维形态特征的河流曲线化简方法

鉴于常规曲线化简方法应用于河流曲线化简时难以顾及河流要素的三维特征及其拓扑结构,提出了一种顾及三维形态特征的河流曲线化简方法。该方法利用河流曲线上散点的三维特征对散点进行选取进而实现河流曲线化简。在三维Douglas-Peucker（3D D-P）算法的基础上提出一种三维散点排队法,根据散点的三维特征对河流曲线的离散点集进行排队,并通过初始排队、"3合1"队列合并及约束点位置调整3个过程建立散点队列,然后根据压缩比从队列尾部删除相应比例的点数获得散点综合结果,将综合后的散点按照河流曲线的原始次序重构出化简后的河流曲线。实验结果表明,该方法既能最大程度地保留河流的三维形态特征,又能保证河流曲线之间的拓扑结构一致性。     

一种顾及图斑拓扑关系的化简方法

针对地理国情普查成果制图的实际需求,提出了一种顾及图斑原有拓扑关系的化简方法。通过对图斑数据进行拓扑构建,将对图斑的化简转化为对共享弧段的化简;同时对弧段进行分类,对不同类型的弧段采用相应的化简方法。通过实例验证表明,该方法能够保持图斑化简前的形态结构,并保持图面整洁,符合地图制图要求,取得了较好的应用效果。     

基于约束点的曲线一致性化简

详细探讨了基于平面上的特征约束点(无论在曲线上还是在曲线外)的曲线化简,并针对各种情况提出了一致性化简的方法。     

顾及外拓扑的异构建筑三维拓扑重建

分析了异构建筑在三维拓扑重建中的问题,依据拓扑数据模型的需求,提出了基于顶图、底图和结构图的自动拓扑重建算法,该算法能够有效地对异构建筑进行整体三维拓扑重建,不仅保留了建筑内每一实体单元的内拓扑,同时也兼顾了实体间的外拓扑。基于该方法,设计并开发了三维地籍管理系统中的数据生成模块,以深圳市某小区为实验区,验证了算法的可行性及有效性。     

一种基于等高线树和Strip树的等高线拓扑一致性化简算法

提出了一种基于等高线树和Strip树的等高线拓扑关系一致性化简算法,该算法可完全确保等高线在化简后不会发生自相交和相互间的相交,且化简后的等高线顶点集合是化简前等高线顶点集合的子集。     

空间体对象间三维拓扑构建研究

根据三维拓扑的研究现状以及特定应用领域对三维拓扑的需求,分析了这些特定应用领域的拓扑关系,提出了两种三维拓扑构建方法。这两种方法在兼顾内拓扑的同时主要构建体之间的外拓扑关系。第一种方法是在体单独构建完毕后建立体之间的拓扑关系;第二种方法考虑到当前成熟三维建模软件或CAD软件中的数据大多以离散面方式组织,设计了自动寻体算法,同时构建体之间的外拓扑关系。利用深圳典型地籍数据和建筑设计图生成的三维数据进行实验,验证了此算法的可行性。     

一种曲线分割与化简的并行算法

针对现有曲线分割与化简算法多为串行算法,无法充分利用多核心处理器的并行计算能力以提升计算效率这一问题,该文提出了一种曲线分割与化简的并行算法。该算法使用Numba库,将曲线分割与化简步骤中,例如弯曲面积计算、判断线段是否相交等具有并行性的任务,加以分割并分配到多核处理器的每一个核心上,以充分利用多核处理器并行计算的优势,提高算法的性能。实验证明,曲线分割与化简的并行算法,可以有效地提高数据处理的效率,降低分割与化简曲线的时间成本。     

一种顾及空间关系约束的线化简算法

线要素化简在制图表达与综合领域一直是研究的热点和难点之一。然而,经典化简算法多针对单独线要素进行处理,缺乏对该线要素与周边线要素之间整体空间关系的考虑,并且,存在计算结果生硬(D-P算法)、局部极值点缺失,特别是在曲度较大之处出现相交异常(L-O算法)等问题。为此,本文提出一种顾及空间关系约束的线化简算法,建立线要素全局化简方法(LGSM)和矢量位移、面积位移等5类评价指标。采用等高线、河流和道路3类线要素实际数据进行了试验,充分检验了本文算法的优越性,其处理结果符合开方根模型规律,降低了曲线复杂度,在保证全局空间关系不变条件下,不仅更好地保持了曲线整体形状特征,而且光滑美观、精度高。     

一种顾及拓扑关系的室内三维模型组织和调度方法

针对室内空间三维导航、几何模型高质量渲染的需求与个人移动平台资源、计算能力有限之间的矛盾,在分析室内空间区域功能、明确室内单元类型的基础上,构建了能够表达室内空间各部分拓扑特征,且支持三维路径分析的室内空间网络拓扑关系模型,并在准确把握室内空间区域拓扑逻辑关系的前提下,探讨了顾及室内拓扑关系的空间分割和几何模型的组织和调度策略,以实现室内模型的动态遮断和剔除。实验结果表明,利用所提方法可以实现几何模型的实时遮断和剪裁,大幅度减少模型绘制的数量和数据量,提升数据传输和绘制的效率,为高逼真度的三维模型可视化绘制奠定了数据基础和保证。     

基于Douglas双侧多叉树的曲线综合算法研究

在对D-P算法存在问题进行全面分析的基础上,提出一种基于Douglas双侧多叉树的结构化曲线综合方法,在确保结果拓扑结构正确的基础上保持了较高的图形特征相似性和化简效率.     

矢量电子地图的线目标在线简化

为了适应实时GIS的变比例尺显示与网络GIS的快速矢量数据传输,提出了数字地图的在线综合概念,讨论了对线目标的在线简化算法。提出的两个在线简化算法都是对DP简化算法进行改造,使算法对时间的复杂度从θ(n)~θ(n²)的乘法运算改进为θ(1)~θ(n)的赋值运算,并讨论了减少算法所涉及的空间复杂度的可能性。     

一种拓扑保持的折线简化算法研究

通过分析Douglas-Peucker折线简化算法之不足,提出了一种基于二叉树数据结构的折线简化算法,解决了传统算法的自相交问题。对于GIS数据简化压缩及制图综合具有很高的实用价值。     

在图形简化中面状目标间拓扑关系渐进式转换的研究

拓扑关系是空间关系中最为重要的关系,在空间抽象中,拓扑关系会发生变化,如何控制这种变化?如何在更抽象的层次上维护空间拓扑关系的一致性,就是一个非常重要的问题。本文以拓扑关系成分抽象的转换方法为基础,研究了面之间拓扑关系的抽象规则,并详细探讨了这些拓扑关系的渐进式转换方法,绘制了相应的面之间基本拓扑关系渐进式转换图。     

图形简化过程中空间拓扑关系抽象的规律

以局域基本拓扑关系的抽象为基础,着重阐述了线与线之间局域拓扑关系抽象的规则,并研究了相邻两类局域基本空间拓扑关系合并的规律,提出了在空间抽象过程中渐进式删除局域拓扑关系的方法。     

基于线/线拓扑关系的局部变化等高线融合

在基于目标整体交/差的拓扑关系计算模型的基础上,结合等高线融合特征目标“始末交点”,用目标整体∩(交)、两个整体目标分别与“始末交点”的\\(差)两个集合操作的结果来计算变化前后高程值相等的等高线间的拓扑关系,根据计算结果建立等高线融合的基本规则。基于规则设计并实现了局部变化等高线融合的基本流程。     

利用地理特征约束进行曲线化简

提出了一种基于地理特征约束的曲线化简方法。该方法依据曲线形态特征,利用约束Delaunay三角网模型对曲线弯曲进行了初步划分,利用弯曲探测方法识别基本弯曲和复合弯曲,利用弯曲追踪方法获取弯曲间的层次与相邻关系,实现了曲线形态的完全结构化;获取了曲线有效空间邻域内包含的其他地理要素知识,并依据曲线形态分解到各个弯曲中;设计了弯曲取舍的判断规则以及弯曲删除的完整实现过程。实例证明,本算法无论在线要素的整体形态保持上,还是在地理特征的一致性保持上都非常有效。     

基于线段的基本线/线拓扑关系计算

空间拓扑关系是空间数据建模、空间查询、分析、推理、制图综合、数据质量控制、数据更新等的基础。目前空间拓扑关系研究的主要成果仍然集中在拓扑关系的描述方面,在计算方面的阐述都非常薄弱,不足以指导系统开发人员编程实现。本文研究了IR2中两个简单线目标间拓扑关系的计算方法,重点分析了线/线拓扑关系计算的特点,提出了一种基于线段的线/线拓扑关系计算方法,并用VC＋＋采用底层开发模式实现了基本线/线拓扑关系的计算。