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。     

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。     

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。     

顾及BLG树结构特征的线状要素Morphing变换方法

对同一线状要素的不同比例尺表达,借鉴Douglas-Peucker线状要素简化算法思想分别建立BLG树,通过对两BLG树从根结点到叶子结点进行层次匹配将两线状要素对应分割成多对线段。在此基础上,借助线性插值算法进行Morphing变换。实验结果证明,此方法有效保持了原线状要素的结构特征,提高了Mor-phing变换精度,改善了Morphing变换效果。     

DTW算法支持下的线状要素连续地图综合方法

面向线状地图要素连续尺度变换问题,本文提出了一种DTW算法支持下的连续综合方法。该方法基于尺度融合的思想,将同一地理实体在大小两种比例尺下以不同的几何表达作为输入,首先基于DTW算法建立两种几何表达坐标顶点之间的对应关系;然后采用线性内插方法动态派生任意中间尺度上几何数据,从而实现连续地图综合。顶点之间对应关系的正确性,直接决定了线性内插的结果,而同一实体在不同比例尺下的几何表达往往具有不同的坐标点数,顶点之间具有一对多的对应关系。为寻求最优顶点匹配方案,以顶点距离作为匹配代价,以整体最小距离作为目标函数,采用DTW算法求解最优匹配。试验结果表明,基于DTW的顶点匹配方法可适应不同的地图综合场景,该方法支持下的地图综合效果可实现连续、光滑的渐变,符合地图表达规则和人类空间认知。     

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。     

一种基于傅里叶变换的光滑边界面状要素Morphing方法

提出一种基于傅里叶（Fourier）变换的光滑边界面状要素Morphing方法。针对同名面状要素在两个不同比例尺下的表达,利用Fourier变换将多边形在空间域的矢量坐标串表达形式转换为频率域的函数表达形式,然后对二者的Fourier函数进行复合得到多边形在任意中间尺度的表达函数,最后将中间状态的Fourier函数展开为矢量坐标串表达形式获得多边形的中间插值形状。实验证明,该基于Fourier变换的面状要素Morphing方法,能在保持形状特征的基础上对于边界光滑的多边形要素实现光滑、连续的多尺度表达。     

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。     

河网多尺度Morphing的变换方法研究

本文基于Morphing连续变形技术的一种技术探讨河网的多尺度变换方法,主要涉及对应河流间的Morphing变换和无对应河流的河流删除这两类问题。本文首先对两个不同比例尺的对应河网进行河流匹配,确定河流的对应情况,然后以较大比例尺河网向较小比例尺河网变化的方式进行河网的多尺度变换。对于在两个不同比例尺河网中对应存在的河流,采用顾及交汇点信息及河流结构信息的形状内插方法进行Morphing变换;对于仅在较大比例尺河网中存在而在较小比例尺河网中不存在的河流,则以河流的干支总长作为其重要性标准,进而依据给定的变换程度参数删除重要性较小的河流。最后,通过实验分析与对比,验证了本文方法能够有效改善河流间的Morphing变换效果,提高河流选取的准确性。     

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.     

顾及邻域结构的线状要素Morphing方法

地图综合过程中,综合前后图形轮廓上两点间的绝对距离可能会发生很大改变,但是点的邻域结构和上下文信息相对保持稳定。基于此,首先提出一种结合形状上下文和松弛标记法的形状匹配方法,通过全局形状描述子形状上下文来描述点集的不变特征;然后将点集间形状上下文的统计检验匹配代价转化为松弛标记法的初始匹配概率,接着通过迭代支持度函数更新匹配概率,直到建立最优匹配;最后根据点集的匹配关系,得到相应的匹配线段,通过线性插值实现要素的连续尺度变换。实验结果表明,该方法不仅能够很好地顾及要素的上下文信息,而且也能顾及到邻域结构特征,提高Morphing变换的精度。     

线要素综合的形状相似性评价方法

针对线要素综合质量评价中的形状相似性评价问题,提出一种基于双侧弯曲森林形状表示模型的线要素形状相似性评价方法。引入约束Delaunay三角网及其凸包,生成线要素的双侧根弯曲序列,并在每个根弯曲上生成弯曲树,使用三角形表达每个层次上的弯曲,从而建立基于双侧弯曲森林的线要素形状表示模型。在该模型基础上,顾及线要素的地理位置特征,对综合前后线要素的形状相似性进行评价。实验结果表明,该方法能够区别不同层次上的形状特征,与形状认知的层次一致,能够有效辨识综合质量是否存在问题。     

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。     

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。