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.     

基于多叉树结构的曲线综合算法

基于Douglas Peucker(简称D P算法)曲线综合方法存在的主要问题,提出并初步实现了相应的克服算法:双侧偏移量法和顾及等值偏移值的多叉树结构化曲线综合方法。     

一种面向化简的海岸线弯曲识别与结构化表达方法

海岸线弯曲识别与结构化表达是海岸线自动化简研究的基础。分析现有曲线弯曲识别与结构化表达方法用于海岸线化简中存在的问题;在通视分析相关理论基础上,面向海岸线化简应用,提出一种基于完全可视区间的层次弯曲渐进识别方法;根据弯曲间关系利用多叉树结构存储弯曲,实现海岸线结构化表达。通过对比实验,证明本文方法识别海岸线弯曲更加精细准确、层次性强,能更加细致地表现海岸线结构特点,也验证了本文方法适用于海岸线多尺度化简应用。     

曲线弯曲深度层次结构的二叉树表达

地图综合要顾及目标的几何特征、语义特征和拓扑特征，其中地理意义是控制综合算子系统、参量调整的决定性因素。就线状要素而言，单从角度、距离、矢高等几何特征出发设计的曲线化简算法只能算作对曲线坐标串的几何压缩，不是真正意义上的地图综合。由于曲线的弯曲特征在表达线状地物地理特征上具有重要意义，对弯曲特征的识别、结构描述及操作分析成为目前线要素制图综合的研究热点。本文基于约束Delaunay三角网模型提出一种方法描述曲线弯曲特征在深度上的层次结构，对曲线上的矢量点构建三角网，在三角网覆盖区域里，由外向内进行三角形的“剥皮”操作，根据“剥皮”操作，根据“剥皮”进行过程中遇到的特征三角形构建二叉树，实现大弯曲套小弯曲层次结构的表达。该方法基于Gestalt对称性、连续性原则、对二叉树结点进行考察，可提取认知意义上的真正弯曲。本文同时给出了弯曲特征二叉树在多边形（闭合曲线）综合化简中的算法设计及实验结果。     

弯曲面积头尾断裂分类的曲线综合方法

针对现有基于曲线弯曲的综合方法存在算法复杂、计算量大,过于关注局部相邻弯曲之间的关系,忽略整体弯曲之间联系,现有算法有用于筛选弯曲的阈值设置基于经验不合理等问题。该文借助头尾断裂分类法,提出了一种根据弯曲面积分类,以达到化简曲线目的的综合方法。该方法采用斜拉式曲线划分方法,将曲线划分为若干弯曲,以曲线首尾的连线为轴线,计算各个弯曲与相应轴线围成的面积,然后利用头尾断裂对其进行分类,将面积位于数据"头部"的弯曲予以保留,并提取"尾部"弯曲中距离轴线最远的点作为特征点,最后,合并弯曲与特征点作为综合结果。实验表明,该方法简单高效,可以迭代地在顾及整体弯曲数据且不使用经验阈值的情况下,舍去细小弯曲,保留原有曲线的特征弯曲,以获取不同细节层次下都符合自然规律且与原图高度相似的综合结果。     

退化四叉树格网的全球多分辨率DEM无缝表达

为实现全球多分辨率地形快速、高效模拟与可视化表达,探讨基于球面退化四叉树的全球多分辨率DEM无缝建模方法。提出一种基于球面退化四叉树的全球DEM分块建模方法;设计并实现了四叉树块内（相邻节点间相差任意剖分层次）、四又树块间、四叉树与非四叉树块间的自适应无缝拼接算法;应用VC＋＋语言和OpenGL工具,设计开发了相应的可视化试验系统。结果表明：该模型方法可实现全球多分辨率DEM的无缝表达,并在保证精度的同时有效简化了全球DEM格网的数目,简化效率为66．8％（剖分层次为12）。     

采用三元弯曲组划分的线要素化简方法

当前基于弯曲的线要素化简在化简过程中对于连续小弯曲的化简处理有所欠缺。针对此提出了基于三元弯曲组的化简方法。该方法首先将连续的弯曲划分到各个弯曲三元组中;然后针对三元弯曲的不同组合类型采用不同的化简方式进行化简;最后设计循环化简判断规则,重复化简过程直到所有弯曲满足化简阈值,从而实现连续弯曲的间隔化简。实验表明,该方法能够有效地保持弯曲的形态特征以及不同化简阈值结果间的层次性。     

面向地图综合的矢量曲线弯曲识别研究

对矢量曲线的弯曲识别进行研究,从数学的角度解析了几种弯曲识别方法的原理,在Visual Studio 2008和ArcEngine 9.3基础上编程实现各算法并通过实验对比分析各种识别算法的优缺点。在制图综合中,可根据不同需要及各算法的利弊择优选取不同的识别方法对矢量曲线进行弯曲识别后再化简,既有利于线要素整体形状的自然保持,也可使化简综合的结果更为合理。     

多曲线求交的批量解法

本文提出了求解大量曲线交点的一种批量解法，在该算法运行时，将首先应用矢量栅格化方法探测可能相交的曲线和交点的大致位置，然后从这些结果出发经数学运算得到精确的曲线交点，从而减少了曲线求交的计算量。本算法可提高地理信息系统及计算机制图系统中矢量数据求交运算的速度，从而增强它们的数据处理能力。     

采用弯曲进行道路化简冲突避免的方法

针对道路化简后可能导致要素间空间关系前后不一致的问题,提出了一种采用弯曲进行道路化简冲突避免的方法。首先,以弯曲为单元分析道路化简前后弯曲的形态变化规律,对化简过程产生的要素间空间冲突类型进行了归纳和总结;其次,基于道路弯曲与要素之间的空间关系,提出了相应的冲突判别规则;最后,利用弯曲化简的可控性和弯曲组的间接化简策略实现对化简冲突的避免。试验表明,该方法能有效地识别和避免道路化简产生的空间冲突,确保化简前后道路与其他要素空间关系的一致性。     

曲线形态的结构化表达

以弯曲作为曲线形态的基本结构单元,分析曲线形态的空间结构特征,提出一种曲线形态的结构化方法,即利用约束Delaunay三角网模型,结合格式塔原则,对曲线形态进行结构划分,将曲线弯曲划分为基本弯曲和复合弯曲,并对弯曲特征进行识别,给出弯曲间空间结构关系的探测方法,并利用面向对象模型对曲线形态的结构化知识进行表示.实验结果证明,与曲线弯曲深度层次二又树模型相比,本文提出的曲线形态结构化方法在弯曲划分的视觉感受、曲线形态结构化知识表达的完备性、用于曲线化简的实际效果更优.     

曲线的弯曲识别方法研究

提出了一新的弯曲识别方法及其相应的算法,实例验证了该方法的有效性。     

GIS中曲线综合平差模型的建立

针对大中比例尺地图中的行政界线、地块权属界线的制图综合问题,利用Douglas Peuker算法,提出距离阈值自适应求解算法对图形进行综合;将平差理论应用于综合后图形的处理中,保证图形的综合质量。讨论了面积、长度、固定点、直角/直线条件的建立,结合实例,研究了综合、平差的算法框架与实施步骤。     

基于偏移四叉树投票的“大尺寸”点状符号多尺度无压盖可视化

为解决Web 2.0环境下点状符号地图混搭中的制图问题,本文研究并实现了一种可100%避免压盖的"大尺寸"点符号高效可视化方法。该方法的核心思想是四叉树网格单选,采用网格平移对多次单选结果投票来计算符号在各缩放级别的显著性等级,可解决符号在相邻网格的空间冲突。该过程不需要显式探测冲突,因而处理效率极高。随着地图放大,重要性较低的符号也逐级显现,实现了语义层次的多尺度表达。针对符号和网格大小比率关系、有效网格平移方案及图面利用率不足问题提出两种扩展:格网增选和多级符号叠加。对方法的可行性进行了试验验证,并分析了该方法在用户查询条件改变下的稳定性和不同数据量下的伸缩性(非优化实现可达到105量级数据的亚秒级处理)。     

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。     

基于四叉树原理的多波段遥感影像区域合并算法

随着计算机技术的发展,通过处理分析遥感影像数据获取信息达到科研或工程应用目的已成为一种普遍的模式。遥感影像数据在包含丰富信息量的同时,其自身的海量特性也逐渐成为制约其应用的障碍之一。在诸多关于遥感影像压缩合并方法的研究中,四叉树原理一直是一个重点研究方向。但传统的四叉树算法在处理遥感影像过程中总会存在过度分割现象;而且以往的相关研究中,总是针对单一波段影像进行处理,其应用价值会有一定的局限性。针对这两点不足,本文提出并实现了一种基于四叉树原理的多波段遥感影像合并算法,并通过试验进行了验证,与传统的四叉树方法相比,其在压缩比方面平均可以提高50%以上,且在压缩精度方面也取得了良好的效果。     

矢量河网渐进式传输的多尺度表达模型

矢量河网数据渐进式传输是制图综合的逆过程,从几何特征出发化简曲线的方法忽略了曲线的形态特征。鉴于此,以曲线轴线为基准,基于曲线弯曲层次化提取河流曲线数据,并将提取的曲线数据分层组织,构建结合目标层和几何细节层的河网多尺度表达模型。基于该模型开发了矢量河网数据的渐进式传输系统,验证了该方法的有效性。     

直接表达区域的四叉树链式编码

提出一种用于直接表达区域的数据结构——四叉树链式编码。与常规四叉树结构比较,该方法具有压缩率高、表达直接等优点。本文还用C语言给出具体表达式和基本算法、效率分析。