利用网格索引与R树的弧段求交并行算法

本文通过对图幅进行网格化划分,建立网格索引,对弧段按网格建立R树空间索引,进一步降低了空的相交判断次数;根据网格之间一定的独立性,对不同网格内弧段进行并行化求交,并在单CPU多核计算机上利用OpenMP并行机制对算法进行了实现。分析与实验表明:改进后的新算法对较大数据量弧段求交的处理效率较高,与同类算法相比,在空间数据拓扑的建立与空间分析的应用中具有一定优势。     

直,平曲线道路相交点坐标及里程计算方法

在城市道路建设中，时常遇到某一直线与曲线相交的情况，本文用通过圆心求垂距的方法在野外使用小型计算器，计算其交点坐标及相应里程，计算简便，精度较高。     

采用斜拉式弯曲划分的曲线化简方法

线要素化简一直是自动制图综合中的重要研究内容。分析已有线化简算法在线弯曲形态保持和单调弧段划分时只考虑一侧等不足,提出线要素的斜拉式弯曲划分和化简新方法。该方法对线要素采用斜剖方式划分弧段,兼顾线要素两侧的弯曲形态;识别出每个划分的单调弧段是U型弧段还是V型弧段,是大弧段还是小弧段,从而分别对其进行不同的处理;在处理过程中,每化简完一个单调弧段,重新对线要素进行弧段划分,然后再次对每个单调弧段进行化简,以此类推,因此该算法是一种动态化简过程。实例显示,本算法在线要素特征点保持、u型弧段和V型弧段保持、大弯曲的保持、整体形态保持等方面非常有效,且化简率非常高,充分证明本算法的科学性和优越性。     

盾构管片安装测量中圆心偏差算法研究

盾构管片安装测量中,设计要求每一圈管片中心与盾构圆心重合,但由于安装施工存在误差,因此有必要对管片偏心进行微调。提出三种利用间隙求圆心偏差的算法模型,称为间隙法,通过三种模型比较,得出一种简单实用的方法,并阐述该方法的原理,对其进行精度分析。工程实例证明了该方法的实用性。     

自动剪断线在线状要素合并中的应用

本文在详细分析线要素的拓扑关系和弧段拓扑建立中的自动剪断线方法的基础上,引入扫视求交法,重点探讨了自动剪断线算法在线状要素合并中的应用。通过合并自相交与线状要素之间相交两步过程,引入求交前的预处理,提高了自动剪断线的效率。最后对本方法进行了简单的试验分析。     

岛屿群约束数据域三角网剖分

岛屿就是由一条或多条首尾闭合有向的弧段组成的区域,弧段与弧段之间彼此不相交,岛屿间彼此可以多层嵌套也可以相互独立。经过对岛屿间的关系进行分析后,将组成岛屿的弧段分为4种基本类型,并给出分类算法,根据弧段的类型自动识别岛屿的"内部"和"外部",凡是"外部"就约定为岛屿的"空洞"。围成岛屿的弧段就构成了岛屿的约束条件,在岛屿内部先进行弧段上CDT的构造,然后在CDT的基础上构造DT,以实现在岛屿"内部"带有约束条件的三角网剖分,从而可以构造出任意复杂的带岛屿群的三角网,经过编制相关程序验证该算法的效率主要取决于构造DT的效率。     

车载导航系统中顾及道路转向限制的弧段Dijkstra算法

路径规划作为组成车载导航系统的核心模块,其效率对整个系统有着至关重要的影响,传统路径规划常用的Dijkstra算法是根据道路“有向图”中的节点进行计算,相关的交通属性附加在道路节点上,事实上,道路转向限制不仅与节点（交叉口）有关,而且与相连的2条道路弧段有关,若要用节点表达道路转向限制,需要把2条弧段间的转向关系转换为相邻的3个节点之间的关系。这种转换增大存储空间和转换时间的开销,还增加了搜索的复杂度。为了解决这一问题,提出将原来附属于节点上的转向关系转移到相应的弧段上,用节点-弧段关系表达网络的连通性,用弧段-弧段转向关系表达交叉路口的转向限制,在此基础上,提出了一种顾及导航转向限制的弧段Dijkstra算法,试验表明,该算法能够有效地进行顾及道路转向限制的路径规划。     

切比雪夫多项式拟合GPS轨道坐标的改进算法

针对利用切比雪夫多项式拟合卫星轨道,常规算法在高阶次拟合时,由于数值计算不稳定,拟合误差增大趋于发散的问题,该文使用2种改进算法来求解轨道坐标拟合.考虑在高阶次拟合时法方程为病态方程且系数矩阵接近奇异矩阵,改进算法以矩阵分解为基础,在求解法方程时避免对奇异矩阵求逆和病态方程求解,从而获得较为精确的计算结果.基于IGS精密星历数据的拟合实验中,分别使用了常规算法、LU分解算法和QR分解算法,结果显示在6和12h弧段的轨道拟合中,无论是在算法的稳定性还是在轨道拟合精度方面,QR分解算法都有一定的优越性.     

采用Stroke层次结构模型的道路网匹配方法

地理空间信息时刻处于变化之中,道路网变化尤其明显。如何确保道路数据的现势性成为重要研究课题。每条道路往往由多条弧段组成,目前的匹配算法大多对离散弧段单独匹配,而没有把每条道路作为一个整体进行匹配,导致即使是同一条道路,往往也存在局部匹配错误的情形。本文提出了基于Stroke层次结构模型的城市道路网匹配新方法。该方法采用Stroke技术把离散的道路弧段构建为完整的道路,亦即Stroke;进一步对Stroke进行分类分级,进而构建不同层次Stroke之间的关联匹配准则;最后采取由高等级Stroke到低等级Stroke逐级匹配、并以高等级Stroke约束较低等级Stroke匹配的方法与顺序,依次完成整个道路网之间的匹配过程。该算法的优势在于:把离散的道路弧段转化为整条Stroke进行整体匹配,避免了局部因素的影响;以高等级Stroke约束较低等级Stroke匹配,层层约束,算法运算效率与匹配正确率显著提高。     

一种顾及图斑拓扑关系的化简方法

针对地理国情普查成果制图的实际需求,提出了一种顾及图斑原有拓扑关系的化简方法。通过对图斑数据进行拓扑构建,将对图斑的化简转化为对共享弧段的化简;同时对弧段进行分类,对不同类型的弧段采用相应的化简方法。通过实例验证表明,该方法能够保持图斑化简前的形态结构,并保持图面整洁,符合地图制图要求,取得了较好的应用效果。     

弧段拓扑信息中左右多边形的自动判断方法

正确无误的弧段拓扑信息有利于提高空间信息查询、检索和分析等操作的效率,简化程序设计方法.在弧段拓扑处理过程中,某个多边形是其所有弧段的左多边形还是右多边形,一般难以判断.就如何判断弧段的左右多边形方法进行讨论,并给出一个简便、快捷的处理方法.     

基于弧段的遥感专题信息图斑分段平滑方法

针对栅格矢量化后的遥感专题信息图斑呈现锯齿状的问题,以及传统方法平滑前后图斑面积和位置存在偏差的问题,提出一种基于弧段的遥感专题信息图斑分段平滑方法。该方法利用深度搜索提取图斑的弧段,根据弧段中锯齿的梯度分段为平滑锯齿单元和锯齿中线平滑锯齿单元,由此较好地平衡弧段平滑和图斑面积及位置信息之间的矛盾。     

多边形自动生成的一种改进算法

本文提出了一种多边形自动生成的改进算法,对不参与组成多边形的弧段和结点进行分类处理,在搜索多边形之前,排除悬挂结点、悬挂弧段、假悬挂结点和假悬挂弧段的干扰,在搜索多边形的过程中,为弧段建立搜索标志,并对桥进行判断和排除,较好地解决了问题,提高了自动生成多边形的效率。     

面向大型流式网络的层次拓扑模型

介绍了大型流式网络的构成和特点，详细论述了使用复杂节点和复杂弧段的层次拓扑模型来描述流式网络拓扑关系的方法，并举例说明了使用层次拓扑模型的网络分析方法。     

基于曲线拟合的线要素综合数据整体处理方法

讨论了线要素综合后数据的整体处理与按弧段分区平差两种解算方案，详细推导了按弧段分区平差解算的各种条件方程。通过算例验证，本方法是合理的、实用的。     

空间圆拟合方法在地铁洞门坐标计算中的应用

将地铁洞门看成空间圆球体与空间平面相交形成的圆。首先,使用最小二乘法拟合空间洞门所在的平面;然后,利用空间平面方程作为约束条件进行最小二乘法空间圆球体拟合,即可得到空间圆方程并得到圆心坐标与半径;最后,结合上海市12号线洞门检测工程实例验证该方法的有效性。     

用改进的剖面匹配算子提取高分辨率遥感影像上带状道路

剖面匹配在道路提取中得到了广泛的应用,但现有的相关文献中普遍利用数学模型模拟道路轨迹、利用最小二乘剖面匹配的结果进一步修正数学模型预测的道路点的方法,这种方法与实际的路况有较大的差别。本文中,用户初始化后获得道路的起始点、前进方向、道路的宽度和模板剖面。通过将模板剖面沿道路前进方向平移和旋转生成一系列目标剖面,求目标剖面与模板剖面的灰度差的平方和,在求平方和时给剖面的道路部分更多权重,最小的平方和对应的目标剖面的中点为最精确的道路点,迭代上述步骤追踪道路轨迹。经试验证明,改进的剖面匹配算子是一种稳健高效的道路追踪算法。     

多边形拓扑关系构建的栅格算法

矢量数据拓扑关系的自动建立是GIS软件的核心模块之一，也是技术难点之一。简要分析传统算法的优缺点，在此基础上，借鉴基栅格的种子点填充算法和矢量数据求交的栅格探测法的思想，提出建立图幅多边形与弧段所属关系的栅格算法，给出算法的各主要步骤和实现方法。分析与试验表明，新算法在特殊情况处理、多边形内点自动建立、处理效率、简化编程等方面有一定优势。     

高斯过程模型圆心定位算法

在对圆形目标进行图像处理以实现精密测量的各种任务中,圆心定位的精度直接决定了测量结果的精度。目前,成熟的圆心定位算法包括重心法、Hough变换法、高斯拟合法、圆拟合法以及椭圆拟合法等。这些常用算法各具优缺点,因此有不同的适用场景。本文提出了一种新的研究思路,利用高斯过程模型解决圆心定位的问题,并且提出了分别基于标准圆和椭圆方程的高斯过程圆心定位算法。实验结果表明,高斯过程标准圆中心定位算法与圆拟合算法的精度相当,而且在残缺圆的圆心定位中抗噪能力更好,精度更高;高斯过程椭圆中心定位算法比椭圆拟合法的抗噪能力更强,精度更高。     

一种曲线拟合圆心坐标算法及精度分析

针对在工程应用中,经常需要根据某些圆形物体上的离散点求取其圆心坐标,而采用何种算法简单易行,其精度又与哪些因素有关的相关研究较少的问题,该文提出一种利用曲线拟合求取圆心坐标的简洁算法,并编程实现。然后采用模拟仿真结合统计分析的方法评估了该算法在不同条件下的拟合精度,得出测点误差越大,拟合精度越低;测点个数越多,分布越均匀,拟合精度越高;圆半径对拟合精度影响甚小等结论。在某工程项目中使用该算法得到的结果精度较高,验证了其有效可行,且与采用其他方法得到的坐标值较为接近,说明了该算法的可靠性高。