采用3维Douglas-Peucker算法的等高线综合

在数字环境下进行等高线综合是制图综合领域中的热点问题.将3维Douglas-Peucker算法应用于等高线综合,是从真3维的角度提取等高线上的特征点.首先根据等高线上高程点的空间分布特征.提出采用空间线规则排序方法组织空间点;引入了全局孤独指数解决综合过程中等高线之间的空间跳跃问题;然后通过空间内插引绘综合后DEM的等高线,从而实现等高线的自动综合.初步实验表明,采用3维Douglas-Peucker算法的等高线综合,从全局上保持了主要地貌形态并抑制了破碎的微地貌特征,具有良好的综合质量和制图效果.     

顾及制图规则的地图多要素协同移位方法

在地图自动编制中,有时多类地图要素多个空间目标之间同时发生空间冲突,在移位过程中会影响到邻近区域的地图目标,这就需要对地图要素移位进行协同处理。在自动识别邻近空间冲突区的条件下,提出了一种顾及地图制图规则的解决地图目标群空间冲突的协同处理方法,并用参数表方法形式化表达了地形图上地图要素移位的常用制图规则。首先利用约束性Delaunay三角网识别出可能的空间冲突区域,并建立移位操作区;然后,建立移位传播关联线网,依据制图规则在关联线网上以能量最小化Beam移位模型为基础,对整个空间冲突区的地图目标群进行协同移位;最后,用实验验证了所提方法的有效性和适用性。     

等高线空间关系的确定及应用

等高线空间关系的建立是取得较好地貌综合效果的关键因素之一.等高线之间的层次关系通常利用等高线树来表达,建立等高线树的关键步骤是如何将被图廓截断的那部分等高线闭合起来.提出一种比较可靠的闭合方法,根据相邻高程的等高线的拓扑关系,每条与图廓相交的等高线其闭合走向由其相邻较高和较低等高线的空间位置所决定,由此确定出等高线惟一的一种闭合方向,建立可表达等高线空间关系的等高线树,并用实验证明此方法的可靠性和有效性.     

地图水系综合中等高线簇与河网协同的汇水区域提取方法

在地图水系自动综合中河流选取需要建立对不同河流重要性程度的有效判别。由于河流汇水区域直接反映河流的作用空间,因而其面积大小成为关键性的量化指标。目前基于河流的汇水区域自动提取方法主要从河流单一要素出发,按“空间均衡竞争”思想平分河流之间的区域,由于未考虑地形因素使得提取的汇水区域往往存在偏差,而传统基于DEM的汇水区域提取虽然考虑了地形,但没有与河流目标建立显性的对应关系。河流是一种天然的沟谷地性线,与山脊线具有对生互补的空间耦合关系,本文提出了一种等高线簇与河网双要素协同的河流汇水区域提取方法,该方法对河流与等高线的目标集合构建约束Delaunay三角网(CD-TIN)并将三角形分类,对不同类型的三角形分别采用骨架线提取规则与梯度向量引导的分水线搜索规则提取分水线段,连接形成网络结构并依此计算各河段的汇水区域。实验结果表明,本算法能更准确地提取河流汇水区域,从而为河流综合选取提供有效支持。     

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。     

基于网络模型的等高线群拓扑关系表示

等高线群拓扑关系的提取和表示是基于等高线的空间推理和地形特征挖掘的关键。在顾及地形特征的基础上,本文提出了一种拓扑关系网络来组织地理目标之间的拓扑关系,并进而提出分区二叉树、增量等高线树、等高线拓扑关系网三种拓扑关系网络来组织含未封闭等高线的复杂等高线群的拓扑关系,从而从根本上解决了等高线群的侧向不连续性,使基于等高线的空间推理更加简便和准确。     

利用重力模型进行GIS点群选取

在现有GIS点状要素综合选取方法的基础上,针对两种具有相关关系的GIS要素,综合考虑它们的空间与属性信息,运用重力模型对要素间的相关性进行评价,提出惯性选取的方法。实验结果表明,重力模型可以很好地集成地理目标的空间与属性信息,定量描述不同要素之间的相关性;采取惯性选取的方法不仅可以保持目标综合前后空间结构的一致性,而且可以顾及不同地理要素相关性对目标选取的影响。     

地图图形目标之间基本空间关系抽象的规律

以地图自动综合为目的,定义了空间目标的几种基本空间关系.总结了道路、水系、居民地等要素之间存在的典型空间关系,着重讨论了它们之间空间关系抽象的规则,为地图自动综合中有效保持空间关系的一致性提供必要的理论基础.     

等高线的自动综合

等高线自动综合在制图综合中占重要地位。等高线综合通常有两种方法:一是单根线综合,其方法已基本趋于成熟,本文特对常用的几种方法做了详细的介绍,并认真的分析了这几种方法的优缺点;二是成组等高线的综合,本文重点介绍了构建三角网、三角网渐进式简化。     

基于等高线树的洼地判别方法

等高线是地形图的重要要素,通过等高线的高程、空间或层次关系可以进行各种地形地貌的判读。等高线的层次关系通常利用等高线树来表达,本文使用了AcrObjects构建等高线树,并在等高线树的基础上,提出了一种自动判别洼地曲线的方法。     

Quantitative relations between spatial similarity degree and map scale change of individual linear objects in multi-scale map spaces

Quantitative relations between spatial similarity degree and map scale change in multi-scale map spaces play important roles in map generalization and construction of spatial data infrastructure. Nevertheless, no achievements have been made regarding this issue. To fill the gap, this paper firstly proposes a model for calculating spatial similarity degrees between an individual linear object at one scale and its generalized counterpart at the other scale. Then psychological experiments are designed to validate the new model, taking four different individual linear objects at five different scales as test samples. The experiments have shown that spatial similarity degrees calculated by the new model can be accepted by a majority of the subjects. After this, it constructs a formula that can calculate spatial similarity degree using map scale change (and vice versa) for individual linear objects in multi-scale map spaces by the curve fitting method using the point data from the psychological experiments. Both the formula and the model can calculate quantitative relations between spatial similarity degree and map scale change of individual linear objects in multi-scale map spaces, which facilitates automation of map generalization algorithms for linear features.     

形状识别在地图综合中的应用研究

形状分析和形状识别是地图综合的重要内容之一,地图综合中需要对地理要素进行结构的识别,包括对要素的分布模式和形状特征进行分析,以便获取地理要素和现象的分布规律,制定综合的总体策略。其二,同一要素在不同尺度的表达中应保持形状的主体轮廓的一致性,这需要在综合算法中顾及形状的保真问题。其三,在地图综合的结果评价中,形状相似性是其重要的指标。地图是现实世界的抽象反映,没有形状的一致性人们很难将地图中的要素与真实的地理要素建立对应关系。但形状识别属于认知领域的范畴,具有很强的主观性和不确定性。本文就形状分析和识别在地图综合中的应用进行了探讨。     

点状要素群的结构化及其在综合中的应用

点状要素群是地图综合过程中必须处理的信息,文中分析了已有的点状要素群的分类方法,结合地图综合的特点,提出了一种改进的考虑点状要素群同其它要素关系的分类方法,通过建立点状要素群外轮廓线的方法结构化点状要素群,并用于点状要素的选取。     

Map Generalization with a Triangulated Data Structure

Automation of map generalization requires facilities to monitor the spatial relationships and interactions among multiple map objects. An experimental map generalization system has been developed which addresses this issue by representing spatial objects within a simplicial data structure (SDS) based on constrained Delaunay triangulation of the source data. Geometric generalization operators that have been implemented include object exaggeration, collapse, amalgamation, boundary reduction and displacement. The generalization operators exploit a set of primitive SDS functions to determine topological and proximal relationships, measure map objects, apply transformations, and detect and resolve spatial conflicts. Proximal search functions are used for efficient analysis of the structure and dimensions of the intervening spaces between map objects. Because geometric generalization takes place within a fully triangulated representation of the map surface, the presence of overlap conflicts, resulting from individual operators, can be detected due to the introduction of singularities in the triangulation, the structure of which is used to generate displacement vectors to resolve the conflict. Examples of the application of the implemented operators are described and illustrated using large scale topographic map data.     

基于弹性力学思想的居民地点群目标位移模型

本文引入弹性力学思想对空间目标进行冲突探测及受力分析 ,用空间距离聚类及建立最小生成树的方法把空间关系较近的、相互独立的点状要素聚类组合成多个有机的整体 ,对每个整体用有限元的方法通过多次迭代。本算法的实验结果满足了诸多的制图约束条件 ,能够很方便地应用在制图综合中的位移操作中     

地图目标移位的面目标变形约束及其处理(英文)

The displacement operator is an important and still a hot topic in map generalization. In the generalization product, symbols must be unambiguous and easily perceived and readily understood, which makes space competition among features an important obstacle in the process of map objects displacement. Space conflict between objects, through propagation process, may be spread and more objects may drift into it. In order to maintain symbols equilibrium and spatial relationship between objects, some unimportant symbols or parts of symbols should be distorted under constraints according to visual graphic resolution thresholds to figure out space competition among map features. Three constraints including position, legibility and characteristics are important for the maintenance of symbols equilibrium and spatial relationship, which are discussed in this paper. The skeleton is introduced to represent area objects figure characteristic, in which an area object can be separated to parts hierarchically according to their importance in the construction. Then, the finite element method is applied to the map objects’ displacement and distortion, in which a strategy for the parameters of finite element method is discussed. Supported by the National Science Foundation of China (No.40401050), the Leading Academic Discipline Project of Shanghai Educational Committee (No.J50104), the Science Foundation of Shanghai Education Department (07ZZ09).     

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。     

线图形简化与移位算子的协同方法

在地图综合过程中,线的图形简化和移位算子通常是分别执行的,图形简化和移位有时都会产生新的空间冲突。本文试图把这两种算子进行协同,避免在地图综合过程中进行空间冲突的多次探测,提高地图综合数据处理的效率。本文通过把线图形简化转换为线上的点移位,并构建邻近地图目标之间的移位传播路径,在考虑空间上下文关系和地图感受规则的前提下,使移位过程能考虑到线图形简化,并尽量保持有关地图目标的空间特征。最后,以道路和其周边的建筑物群为例,验证了该算法的有效性和可行性。     

11:0000土地利用现状图制图综合研究

本文基于我国传统的土地利用制图综合方法速度慢、精度差的现势,借助ArcG IS软件的可视化及空间分析工具和国源软件,将地图综合过程分解,合理地进行人机分工,交互式地完成地图缩编工作。这种缩编的方式可以更快速、高效地对基础数据进行制图综合,从而满足土地管理部门对不同比例尺土地利用现状图的用图需求。