基于线性四叉树的全球离散格网索引

格网等积性是提高空间统计分析精度的有效手段。以正八面体和Snyder投影为基础,提出了一种近似等积菱形格网的构建方法,并分析了格网的面积误差规律及分布特征。分析结果表明,绝大部分菱形格网的面积误差率均在-0.25%～0.25%之间;当剖分层次为6时,该区间内格网数目占总格网数的比率为99.99%;仅有3个格网的面积误差率较大,它们均处于初始剖分面中心点附近,且呈对称的空间分布特征。     

全球等面积四叉树离散格网建模与编码体系研究

在分析球冠、球带表面积公式的基础上,提出了一种等面积四叉树全球离散格网建模方法,阐述了格网划分机理,制定了格网编号体系,给出了由编号确定格网中心地理坐标及由地理坐标确定格网编号的公式,分析了其实际应用方向。     

基于菱形块的全球离散格网欧拉数计算

对全球离散格网的研究已成为目前国际GIS界的研究热点,其中欧拉数是讨论球面栅格区域局部拓扑不变量的重要参数,也是描述和推断球面栅格拓扑关系首先要解决的问题。本文以菱形块作为全球离散格网的数据组织单元,在利用线性四叉树Morton编码作为地址码对菱形块进行邻近搜索的基础上,在对菱形块进行剖分的同时,对其子菱形块进行行列号的剖分,然后利用菱形块行列号进行邻近搜索,最后利用邻近搜索的结果计算出全球离散格网的栅格区域进行欧拉数。最后,本文在C++和DirecX环境下验证了该算法的有效性和正确性。     

线性四叉树和线性八叉树邻域寻找的一种新算法

线性四叉树和线性八叉树邻域寻找的一种新算法肖乐斌①龚建华②谢传节①（①中国科学院地理研究所资源与环境信息系统国家重点实验室,北京,１００１０１）（②香港中文大学地理系地球信息科学联合实验室,香港）ＡＮＥＷＡＬＧＯＲＩＴＨＭＦＯＲＳＥＡＲＣＨＩＮＧＮＥ...     

退化四叉树格网的全球多分辨率DEM无缝表达

为了实现全球多分辨率地形快速、高效模拟与可视化表达,本文探讨了基于球面退化四叉树的全球多分辨率DEM无缝建模方法,主要内容包括：提出了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）、四叉树块间、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实验系统,结果表明：该模型方法实现了全球多分辨率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）。     

基于WGS-84椭球面的退化四叉树经纬线格网剖分

针对数字地球的发展和解决全球问题的需求,给出了一种基于WGS-84椭球面的全球离散格网剖分方法——退化四叉树经纬线格网;分析了格网剖分的特点,明确了格网单元行列定义和经纬度坐标;计算出不同剖分层次格网单元面积、边长的变化情况并与基于正球面的剖分进行了对比。结果表明该格网系统具有粒度相对均匀性、层次嵌套性、方向一致性、地理条带性和对称性、广泛数据兼容性等许多优良特征,对构建全球地理信息系统具有一定的实用价值。     

格网索引及四叉树在CAD建库软件中的应用

通过对格网索引基本原理和算法时间复杂度的分析,论证格网索引的时间效率,并以此作为软件开发的依据,针对CAD软件二次开发,成功为CAD软件添加格网索引,使得基于CAD的入库软件扬长避短,生产的数据更符合GIS平台软件的要求。     

球面退化四叉树格网单元的邻近搜索算法

为了克服传统经纬度格网与全球四元三角网(quaternary triangular mesh,QTM)存在的不足,提出了一种球面退化四叉树格网(degenerate quadtree grid,DQG)的剖分方法及相应的格网编码方案,分析了不同位置格网的邻近特征,给出了一套详细的DQG单元邻近搜索算法,并进行了相关实验与对比分析。结果表明,该算法的搜索速度比传统QTM格网的Bartholdi搜索算法和分解搜索算法分别提高了约100倍和30倍。     

线性四叉树快速动态编码及其实现

对常规线性四叉树编码方法存在的不足进行了 分析,提出了一种在遍历栅格数据过程中直接生成四叉树的快速动态编码方法。该方法用栈代替线性表或数组,在提取格网单元后,直接检测其属性值,生成十进Ｍｏｒｔｏｎ码。将这些数据压入栈,在栈中同步地对已检测过的格网单元或结点向上层结点进行合并。当对整个栅格数据遍厍完后,栈中剩下的记录就是所需要的线性四叉树码结果。最后根据测试结果比较了动态编码方法的运行效率和内存占用     

线性四叉树快速动态编码及其实现

对常规线性四叉树编码方法存在的不足进行了分析,提出了一种在遍历栅格数据过程中直接生成四叉树的快速动态编码方法。该方法用栈代替线性表或数组,在提取格网单元后,直接检测其属性值,生成十进制Morton码。将这些数据压入栈,在栈中同步地对已检测过的格网单元或结点向上层结点进行合并。当对整个栅格数据遍历完后,栈中剩下的记录就是所需要的线性四叉树编码结果。最后根据测试结果比较了动态编码与常规编码方法的运行效率和内存占用量。结果表明,快速动态编码明显优于其他编码方法。     

球面菱形离散格网正二十面体剖分法

基于菱形单元的球面离散格网具有结构简单和方向性一致等优点,使得其适用于全球多尺度空间数据建模与分析.本文提出一种球面菱形离散格网正二十面体剖分法.首先根据地球的主要地理特征确定正二十面体各个顶点在球面上的位置;其次针对南北两极处的极点奇异性,建立了球面经纬度坐标与三维直角坐标之间的转换关系,在此基础上提出球面菱形离散格网层次递归剖分算法,并从菱形格网单元面积、长短轴比两方面对剖分结果进行几何形变分析;最后验证了本文方法的可行性,试验结果表明,该方法可有效地构建基于正二十面体的球面菱形离散格网,其总体几何特性明显优于基于正八面体构建的球面菱形离散格网.     

基于线性四叉树结构的Voronoi图反向膨胀生成方法

提出一种基于线性四叉树结构并顾及矢量与栅格计算性质的Voronoi图生成方法,其核心思想是利用线性四又树结构以减小空间剖分所产生的空间复杂度,改变膨胀模拟操作的计算方向以减小时间复杂度。讨论了基于数学形态学的反向膨胀计算模型及推理出基于该计算模型的几个优化计算性质。实验验证,这种方法能够有效地平衡时空复杂度,并且易于求取邻元,其时间复杂度小于均匀格网结构与常规四叉树结构。一般情况下,空间复杂度小于均匀格网结构。     

孔径为4的全球六边形格网系统索引方法

从集合论的角度描述基于正八面体的、孔径为4的六边形格网系统,通过对偶、中心剖分两项基本操作建立不同层次六边形格网集合与三角形格网集合之间的递推、包含和层次关系。定义三轴整数格网坐标系描述三角面上六边形格网单元的位置,通过若干定理解决了格网索引的核心问题,如单元笛卡尔坐标的计算,邻近、孩子、父亲单元的判定。据此设计了单元索引算法并通过对比实验进行验证。实验结果表明,本文提出索引算法的平均执行效率约是同类算法的600倍,因而更适合计算机处理。     

利用数值投影变换构建全球六边形离散格网

本文针对全球离散格网构建过程中从平面格网到球面格网的关键步骤进行讨论,提出了一种新型的评价球面离散格网几何属性最优化的目标函数,使用遗传算法优化,得到了球面上有限层次内最优化条件下的直接剖分格网。利用有限层次内最优化格网提供的控制点数据,结合数值投影变换理论,成功地构建了几何属性更加均匀的全球六边形离散格网系统。实验表明,相对于现有Snyder等积投影建立的全球格网,在格网单元的均匀度上更优;在运算效率方面,速度大约是Snyder投影的2.5-3倍。