球面四元三角网修正方向编码的邻近搜索算法

针对球体测地线八叉树网格(SGOG)采用的修正方向编码邻近关系复杂的问题,该文提出了其邻近搜索算法.先对修正方向编码特征进行分析,发现在递归剖分过程中,子三角形(剖分层次n≥3)相对于其二级父三角形的位置是固定的,随后给出了三角网格方向判断及邻近规则.结果表明,本文算法的效率大约为传统球面四元三角网(QTM)Bartholdi搜索算法的6倍.本研究对SGOG在时空大数据管理与建模中的应用具有重要意义.     

基于直接剖分的球面四边形离散格网生成方法

提出一种基于直接剖分的球面四边形离散网格生成方法,将该方法生成的四边形网格与基于QTM(四元三角网)扩展的四边形网格的面积形变进行对比分析。根据实验数据可知,基于QTM扩展的四边形网格最大与最小面积比值随着剖分层次的增加而增大,最后会收敛到2.1;基于直接剖分的球面四边形离散网格最大与最小面积比值随着剖分层次的增加而增大,且不收敛,但此网格在中间恒定、连续的大片区域,网格最大与最小面积比值随着剖分层次的增加最终收敛到1.3。     

基于多层次QTM的球面Voronoi图生成算法

随着格网层次的增大,基于全球离散格网的球面Voronoi图生成算法的格网数据量与Voronoi图生成时间都呈指数增长,在高层次时容易出现算法效率较低,甚至内存溢出无法执行等情况。利用球面四元三角格网的层次性,提出了一个基于多层次QTM的球面Voronoi图生成算法。首先用全球低层次QTM格网生成Voronoi图,然后对Voronoi边界格网进行再次剖分,得到下一层次的Voronoi图,重复进行,直至达到目标层次。实验结果表明,相对于单一层次的确定归属算法和扩张算法,该算法能够生成更高层次的Voronoi图,且效率较前两者分别提高了22倍和25倍(第9层)。     

基于O-QTM的球面VORONOI图的生成算法

提出了基于“Q－QTM”（Octahedral Quaternary Triangular Mesh）剖分的球面Voronoi图的格网生成算法；首先介绍了球面的QTM格网划发和编码方法，并根据地址码进行邻近球面三角形的探索；然后，参照数学形态学原理，重新定义了球面三角网的膨胀操作和膨胀算子，利用球面实体的递归膨胀来生成球面Voronoi图。应用VC^ 语言在OpenGL3维平台上开发了相应的实验程序，实验结果表明：利用此算法可生成球面上任意实体的Voronoi图，且生成点、弧和曲面Voronoi图的时间复杂度是一样的；而其误差受球面距离的影响较小，主要与球面实体的位置有关。最后给出了本文研究的结论及进一步的工作。     

一种改进的QTM地址码与经纬度坐标转换算法

地址码与经纬度转换是影响球面四元三角网(quarternary triangular mesh,QTM)应用的主要因素之一。现有算法中,等三角投影法(equal-triangles projection, ETP)转换精确,但算法复杂,效率较低;天顶正交(zenithal ortho triangular,ZOT)投影法转换速度快,但生成的编码缺少方向性;行列逼近法和三向转换法兼顾效率和方向性,但存在较大转换误差。为此,提出了一种改进的转换算法,其基本原理是:根据QTM的行和列,在按一定方向递归逼近地址码的基础上,引入判断点与线段位置关系的操作,从而得到精确的转换结果。该算法在保证精确转换的同时,时间消耗仅为ETP投影法的10.1%～10.4%,且得到的地址码依旧具有方向性,对传统QTM和纬线法剖分的QTM均适用。     

基于QTM的WGS-84椭球面层次剖分及其特点分析

在分析现有球面剖分的基础上,发展出一种基于四元三角格网(QTM)的WGS-84椭球面层次剖分方法;并计算不同层次剖分格网的面积、边长变化情况,分析格网的特点.研究表明该格网近似规则,且具有层次嵌套性等特征,为其实用化和误差控制提供了依据.     

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.     

基于QTM的全球地形自适应可视化模型

实时逼真地可视化表达整个地球表面,是地学及空间信息等学科研究的重点问题之一。作者以球面四元三角网(QTM)为基础,构建了全球地形可视化模型,提出一套基于菱形块四叉树的DEM分块组织结构及相应的动态调用方法,并根据地形特征,建立DEM数据块的层次三角网自适应简化准则。最后应用GTOPO30全球地形数据进行相关实验与分析。     

球面四元三角网的复杂拓扑关系计算

针对已有球面四元三角网拓扑关系计算方法不能处理带空洞复杂目标的情况,提出了基于公共三角格网来计算球面四元三角网复杂拓扑关系,该方法能准确判断出带空洞复杂目标的拓扑关系,为全球空间分析和应用提供了新的思路。     

一种基于ROAM的全球地形实时可视化

为了实现全球地形数据的多分辨率显示,本文在QTM(四元三角格网)层次剖分的基础上,应用ROAM(real-time optimally adapting meshes)算法,实现了基于地球表面菱形块的地形实时绘制。实验中应用全球GTOPO30数据,直接将地球表面划分成球面菱形块进行绘制,避免了裂缝,实现了全球地形的连续显示,取得了较好的可视化效果。     

不确定拓扑关系模糊推理

针对定性空间推理难以处理不确定空间拓扑关系推理的缺憾,将确定拓扑关系复合表推理方法扩展到模糊拓扑空间,建立了基于拓扑关系复合表的不确定拓扑关系模糊推理模型,设计了基于RCC5的拓扑关系复合表的模糊推理规则库和推理的方法流程,并结合具体计算实例对模糊推理模型进行了实验研究,推理结果验证了模型的认知合理性和可行性。     

Computational complexity of spatial reasoning with directional relationship

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓａｋｉｎｄｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｐａｔｉａｌｉｎｆｏｒ ｍａｔｉｏｎｉｎＧＩＳ ,ａｎｄｐｌａｙｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｓｉｎｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｄｅａｌｉｎｇｗｉｔｈｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｐａｔｉａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ,ｐａｔｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｓｐａｔｉａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｑｕｉｒｉｎｇｅｔｃ.Ｔｈｅｒｅａｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｒｅｓｅａｒｃｈ ｅｓｏｎｔｈｅｃｏｍｐ…     

采用决策树算法进行居民地自动综合

借鉴人工智能领域中的机器学习研究成果,提出一种采用决策树算法进行居民地智能选取的新方法。将制图专家对居民地综合的结果作为参照,对其进行结构化描述并构建和转化为案例库;采用决策树算法对案例库中的案例进行分类,把制图综合问题转化为分类问题,从案例库中归纳出if-then规则,进而指导同类居民地的自动综合。试验验证,算法能够较好地还原专家的选取规律,在同类型的居民地自动综合试验中取得了良好的效果。     

GIS知识推理操作中的误差度量和传播

探讨了ＧＩＳ知识推理操作中误差的来源、分类和度量并基于可能性理论给出了推理过程中的误差传播律。     

基于CASE推理的多时相星载SAR影像分类

提出了一种基于案例(CASE)推理的多时相SAR影像分类方法.选用北京地区2000年(4景)和2004年(3景)的多时相Radarsat-1 SAR影像及相应地理基础分类图作为数据进行实验,结果表明,该方法能得到较好的SAR影像分类结果.分类总体精度可望达到85%.     

线与面的空间拓扑关系组合推理

在原先所提出的空间拓扑关系组合描述的基础上，进一步完善了利用基本空间拓扑关系进行组合推理的方法，并建立了推理表，详细绘制了线与面的所有空间拓扑关系图。     

Computational complexity of spatial reasoning with directional relationship

The property of NP-completeness of topologic spatial reasoning problem has been proved. According to the similarity of uncertainty with topologic spatial reasoning, the problem of directional spatial reasoning should be also an NP-complete problem. The proof for the property of NP-completeness in directional spatial reasoning problem is based on two important transformations. After these transformations, a spatial configuration has been constructed based on directional constraints, and the property of NP-completeness in directional spatial reasoning has been proved with the help of the consistency of the constraints in the configuration.     

层次空间推理机制及其在路径寻找方面的应用(英文)

Human beings use hierarchies to simplify their conceptual models of reality and to perform reasoning more efficiently. Hierarchical structures are conceptually imposed on space and allow performance of complex tasks in very large contexts easily. Hierarchical spatial reasoning is an important method for solving spatial problems. This paper briefly discusses the definition and frame of hierarchical spatial reasoning and its application to way-finding of road networks.     

移动区域时空关系变化建模研究

针对二维欧氏空间内的移动区域对象在时空关系变化建模中存在的问题,该文提出了一种时空关系变化序列模型,并建立了时空关系变化概念邻域图。采取基于时间片的时空数据模型,通过分析移动区域间随时间变化的拓扑、距离和方位关系,解决时空关系变化的集成建模问题。该方法能有效刻画移动区域的动态时空特征。     

GIS中拓扑和方向关系推理模型

当今GIS在空间分析、建模和推理方面的能力极其有限,究其原因,现有GIS空间数据表达不直接支持推理运算,空间关系推理模型相互独立且运算复杂,准确性不高。本文在深入研究现有空间拓扑关系和方向关系推理模型的基础上,基于Cobb的空间拓扑关系模型的基本思想,建立了拓扑关系矩阵TopX2×2、TopY2×2和方向关系矩阵Dir3×3并将拓扑和方向关系推理计算统一到空间目标的MBRs(MinimumBoundingRectangles)的比较运算上来,达到了简化推理运算和统一建模实现拓扑和方向关系的联合推理,丰富了空间关系推理的语义,提高了推理的准确性。