顾及上下文的线状目标实体派生方法

针对制图自动综合中发现的线面数据存在的没有构建空间实体拓扑问题,本文提出一种顾及上下文的线状目标实体派生方法。首先,对围墙线、附属设施和建筑物建立空间拓扑邻近关系,对直接邻近群组进行聚类,然后,将其划分为3种模式,即两个围墙之间的拓扑连接、围墙与建筑物之间的拓扑连接及建筑物邻近的悬挂围墙线与建筑物之间的拓扑连接;最后,对这3种模式分别采用各自对应的最短路径、外轮廓线以及最近点的拓扑连接方法进行连接。以福建省数据为例进行试验,本文方法能够有效构建空间实体拓扑连接,有助于提高地图自动综合,同时能够满足生产实践的要求,具有很高的实用性。     

直线排列建筑物群渐进式典型化方法

地图综合中,建筑物群的排列结构是需要重点考虑的因素。当不同排列的子建筑物群之间存在空间图形冲突时,这些建筑物群的综合就显得更为复杂。直线排列建筑物群的综合在大比例尺地形图上以典型化操作为主。本文提出一种相互之间存在潜在空间图形冲突的多个直线排列建筑物子群的渐进式典型化方法,渐进式地处理多个直线排列建筑物子群之间的空间图形冲突,保留建筑物群重要的直线排列结构;以建筑物表达的视觉图形约束为限制条件,自动确定典型化后的建筑物位置、形状、大小和方位。本文还研究了基于建筑物群空间邻近图的直线排列建筑物子群的自动识别方法,分析了这些直线排列之间的邻近关系和相交关系。最后,以1：5000地图上的建筑物群综合为1：25 000为试验对象,验证了所提出算法的可用性和有效性。     

GIS中最短路径操作的不确定性传播模型

在最短路径操作算法的基础上 ,给出了最短路径操作不确定性的算法及流程图。实例演算了不确定性的传播模型。研究结果表明 ,最短路径操作结果的绝对不确定性 :(1)与最短路径操作经过的点数成正向关系 ,更进一步 ,最短路径的几何路径曲率越大 ,最短路径操作带来的不确定性越大。 (2 )与最短路径经过的各相邻顶点间的距离长短没有直接关系 ;(3)与经过的各顶点的误差成正向关系。GIS中进行最短路径操作时减小操作结果不确定性的方法是 :(1)提高最短路径经过顶点的点位精度 ;(2 )减少最短路径经过顶点数目     

GIS中最短路径操作的不确定性传播模型

在最短路径操作算法的基础上 ,给出了最短路径操作不确定性的算法及流程图。实例演算了不确定性的传播模型。研究结果表明 ,最短路径操作结果的绝对不确定性 :(1)与最短路径操作经过的点数成正向关系 ,更进一步 ,最短路径的几何路径曲率越大 ,最短路径操作带来的不确定性越大。 (2 )与最短路径经过的各相邻顶点间的距离长短没有直接关系 ;(3)与经过的各顶点的误差成正向关系。GIS中进行最短路径操作时减小操作结果不确定性的方法是 :(1)提高最短路径经过顶点的点位精度 ;(2 )减少最短路径经过顶点数目     

LiDAR点云的建筑物立面空洞修复

针对树木等遮挡造成的车载LiDAR建筑物立面点云空洞,该文提出了一种基于机载和车载LiDAR数据融合的建筑物点云修复方法,即在空-地LiDAR点云融合的基础上,基于提取的机载LiDAR建筑物外轮廓线,通过缓冲区分析实现车载LiDAR建筑物点云分割;借助轮廓线信息实现了邻近建筑物间的相似性判断,基于匹配后的相似建筑物点云和空洞探测方法,实现了建筑物立面点云空洞修复。最后通过实验数据验证了该方法的可行性。     

机载和车载LiDAR点云的建筑物立面空洞修复

针对树木等遮挡造成的车载LiDAR建筑物立面点云空洞,该文提出了一种基于机载和车载LiDAR数据融合的建筑物点云修复方法,即在空-地LiDAR点云融合的基础上,基于提取的机载LiDAR建筑物外轮廓线,通过缓冲区分析实现车载LiDAR建筑物点云分割;借助轮廓线信息实现了邻近建筑物间的相似性判断,基于匹配后的相似建筑物点云和空洞探测方法,实现了建筑物立面点云空洞修复。最后通过试验数据验证了该方法的可行性。     

利用原始激光雷达点云数据提取渐进式建筑物轮廓线

建筑物是城市三维建模的重要元素,其轮廓信息的提取既是难点又是重点。本文提出了原始激光雷达点云数据的渐进式建筑物轮廓线提取方法。首先对原始点云数据采用渐进数学形态学滤波分离非地面点;然后使用改进的三维Hough转换分类出建筑物点云;进一步提取建筑物轮廓点,并根据相邻点方位角阈值确定建筑点云轮廓的关键点,以此简化并拟合建筑物轮廓线;最后基于轮廓线长度加权方向将建筑物轮廓规则化。结果表明,该方法大大提高了点云处理的效率和精度,可以直接从采集到的初始数据中自动化渐进式得到建筑物轮廓线信息。同时该方法对解决中小城镇建筑物体积小,距离近和屋顶坡度较大等问题具有较好的效果。     

特征分类与邻近图相结合的建筑物群空间分布特征提取方法

建筑物群综合过程中需要对建筑物群空间分布特征进行认知和识别。本文在分析国内外相关研究的基础上,从描述建筑物空间特征的大量指标中,利用主成份分析方法,总结并提出了有代表性的建筑物空间特征指标集:凸包面积、紧密度IPQ指标、边数和最小面积外接矩形方向,并基于这些指标研究了建筑物群的分类。在利用最小生成树邻近图(MST)划分建筑物空间子群时,考虑了建筑物成群与所处地理环境(河流和道路等因素)的关系。另外,基于最邻近图(NNG)、MST、相对邻近图(RNG)和Gabriel图(GG)4种建筑物群邻近图,提出了自动识别具有特定空间排列建筑物子群的方法,并比较分析了识别结果的影响因素和可用性。最后,选择北京某地区建筑物群为试验对象,实现了对建筑物群的分类和空间聚类,并提取了其中直线型空间排列的建筑物子群。     

机载LiDAR点云的多层建筑物三维轮廓模型自动重建

以机载LiDAR点云数据为研究对象,提出一种新的基于点云数据的多层建筑物三维轮廓模型高精度自动重建方法。在已完成建筑物结构提取及轮廓规则化处理的基础上,利用多层屋顶轮廓在水平投影面内的相邻关系,将各层屋顶中同等级屋顶的相邻关系概括为平行边、不平行且不相交、相交3种相邻形式,结合多层屋顶的层级结构信息对相邻轮廓边界进行一致性处理。实验证明本文方法可以进一步消除多层建筑物各屋顶轮廓的规则化处理误差,使相邻轮廓边界在水平投影面内严格重合,同时重建后建筑物三维轮廓模型的正确性与完整性较高,拐点的定位精度优于激光点平均间距。     

一种物流配送最短路径混合算法

文章针对Dijkstra和Floyd算法特点及在智能运输中的特点,将两种算法结合起来,形成求解物流配送中两点间最短路径的优化算法-混合算法.该方法用Floyd计算多对顶点之间的最短路径,在路径中少数顶点之间的邻接关系发生变化时,利用Dijkstra计算这些顶点之间的最短路径,加上其余部分路径就得到该图中各对顶点之间的新的最短路径,在约束条件下最终求出各点间最短路径.实验证明,混合算法比Dijkstra及Floyd效率提高11％-20％.本文研究结果可对物流配送中最短路径的选择有所帮助.     

Morse理论支持下的建筑物点云特征提取

针对传统特征提取算法的结果存在交叉紊乱、不连续、缺少拓扑关系等问题,本文提出了基于Morse理论的建筑物点云特征提取算法。首先定义三维表面模型上顶点的Morse函数指标;然后采用邻点比较法自动提取特征点;最后针对Morse-Smale复形的对偶性在建筑物拓扑特征中已无实际意义的问题,提出了单复形拓扑模型的提取与简化算法。试验结果表明,该算法能够获得清晰、连续、完整的建筑物特征线,实现对建筑物模型表面的完全分割;简化算法在保证建筑物特征线拓扑一致性的前提下,可以获取不同层次的建筑物拓扑特征,为建筑物模型的重建与可视化提供了保障。     

一种聚集性面群中毗邻区自动识别与处理方法

毗邻化操作是具有毗邻特性的聚集性面状要素群(简称毗邻区)开展地图综合的核心内容,传统方法只给出了笼统的处理思路,难以支撑机器智能化、自动化处理。为此,本文提出一种在各种聚集性面状要素群中自动识别毗邻区及其毗邻化处理方法。首先基于Gestalt原则,提炼代表毗邻区典型特征的桥接面宽度指数(WI)、分布格局指数(DPI)、有效连接指数(ECI)和重叠度指数(OI),并进行毗邻区自动辨识;其次优化外围边界轮廓计算、毗邻化线提取等毗邻化操作关键算法,实现自动化处理;最后经江苏省某典型区域的地形图实际数据测试,检验了该自动化方法的可靠性和高效性。     

基于Voronoi图的点状目标邻近空间分布测试方法

邻近空间分布测度研究观测点邻近空间中目标的分布规律,是地理分析、环境评价、选址优化等的重要依据。提出了基于Voronoi图的邻近空间分布测度方法。该方法通过观测点的k阶Voronoi邻近关系,动态确定影响观测点的空间目标范围,通过k阶邻近分布指数定量评价观测点邻近空间目标的分布情况,实现了任一观测点邻近空间分布的测度,并将k阶邻近分布指数应用于整体空间目标离散度的测度。最后通过城市楼盘开发与景观保护评价实例说明了该方法的应用前景。     

电子海图最短距离航线自动生成的改进方法

针对航路二叉树方法绕行碍航区处理不完备、效率低等缺点,提出了最短距离航线自动生成的改进方法。通过复杂碍航区路径的递归搜索和碍航区绕行规则的优化,实现了复杂情形下的航线自动生成;利用方向一致性判断、边界检测和动态包络矩形排斥等策略优化航线生成,并采用递归处理和动态判断的方式求解最短距离航线。此方法与已有的航路二叉树方法相比,在自动生成航线的质量和效率上都有明显提高。     

利用结构面对象的高分遥感影像建筑物变化检测

根据建筑物具有丰富的角点和规则的外观形状的特点,本文提出了依据线段信息生成建筑物变化检测基本单元——结构面对象的建筑物变化检测方法。从高分遥感影像中提取出建筑物的边缘线及屋顶外形线条,生成结构面对象并提取其在两时相影像中相应的特征信息,通过监督分类获取变化建筑区域。试验结果表明,利用结构面对象进行建筑物变化检测能较完整地覆盖变化建筑物表面且对象边缘检测效果较好。     

A Gestalt rules and graph-cut-based simplification framework for urban building models

To visualize large urban models efficiently, this paper presents a framework for generalizing urban building footprints and facade textures by using multiple Gestalt rules and a graph-cut-based energy function. First, an urban scene is divided into different blocks by main road networks. In each block, the building footprints are partitioned into potential Gestalt groups. A footprint may satisfy several Gestalt principles. We employ the graph-cut-based optimization function to obtain a consistent segmentation of the buildings into optimal Gestalt groups with minimal energy. The building footprints in each Gestalt group are aggregated into different levels of detail (LODs). Building facade textures are also abstracted and simplified into multiple LODs using the same approach as the building footprint simplification. An effective data structure termed SceneTree is introduced to manage these aggregated building footprints and facade textures. Combined with the parallelization scheme, the rendering efficiency of large-scale urban buildings is improved. Compared with other methods, our presented method can efficiently visualize large urban models and maintain the city's image.     

空间知识挖掘的自然面群聚集度聚类方法

空间聚类是挖掘空间知识的重要手段之一。针对现有方法难以处理几何、分布特征差异大的面群聚类问题,本文提出了一种面要素分布密度的描述参数—聚集度,并设计了一种自然面群聚类方法。首先,分析了面要素分布密度的影响因子,定义了聚集度的概念,设计其计算方法并验证其有效性及优势;然后,基于聚集度和边界最短距离建立相邻面从属关系,识别聚类中心,完成初始群组的构建;最后,围绕群组特征设计了边缘检测和群组合并模型,实现了邻近相似群组的合并。试验表明,相较于最小生成树、强度函数聚类方法,本文方法兼顾几何特征、分布特征的复杂性,有效提升了自然面群的聚类效果。     

The characteristics of asymmetric pedestrian behavior: A preliminary study using passive smartphone location data

Understanding the movements of people is essential for the design and management of urban areas. This article presents a novel approach to understanding the asymmetry in route choice (i.e., the degree to which people choose different walking routes for their outbound and return journeys). The study utilizes a large volume of traces of individual routes, captured using a smartphone application. The routes are aggregated to a regular grid, and matrix statistics are developed to estimate the aggregate degree of route asymmetry for different types of route (shortest, longest, weekday, weekend, etc.). The results suggest that people change their route approximately 15% of the time. Although this varied little when observing trips made at the weekend or on a weekday, people taking journeys that deviated substantially from the shortest possible path were 6 percentage points less likely to change their routes than those taking journeys that were closest to the shortest path (14 and 20% asymmetry, respectively). The absolute length also impacted on the asymmetry of journeys, but not as substantially. This result is important because, for the first time, it reports a correlation between deviation from shortest route and aggregate pedestrian choice.     

高分辨率航空影像建筑物垂直边缘线提取技术研究

高分辨率航空影像建筑物垂直边缘线的提取在获取建筑物高度信息和检测建筑物过程中可以发挥重要的作用。分析建筑物垂直边缘线在遥感影像上的特性,在遥感影像边缘检测和细化基础上,利用带约束条件的Hough变换实现建筑物垂直边缘线的提取,通过实验验证该方法的可行性。