Comprehensive methods for measuring regional multidimensional development and their applications in China

National and international research on regional development has matured from the use of single elements and indicators to the application of comprehensive multi-element and multi-indicator measures. We selected 12 indicators from six dimensions for analysis in this study, including income, consumption, education, population urbanization, traffic, and indoor living facilities. We then proposed the polyhedron method to comprehensively measure levels of regional multidimensional development. We also enhanced the polygon and vector sum methods to render them more suitable for studying the status of regional multidimensional development. Finally, we measured levels of regional multidimensional development at county, city, and provincial scales across China and analyzed spatial differences using the three methods above and the weighted sum method applied widely. The results of this study reveal the presence of remarkable regional differences at the county scale across China in terms of single and multidimensional levels of regional development. Analyses show that values of the regional multidimensional development index (RMDI) are high in eastern coastal areas, intermediate in the midlands and in northern border regions, and low in the southwest and in western border regions. Districts characterized by enhanced and the highest levels of this index are distributed in eastern coastal areas, including cities in central and western regions, as well as areas characterized by the development of energy and mineral resources. The regional distribution of reduced and the lowest levels of this index is consistent with concentrations of areas that have always been impoverished. Correlation analyses of the results generated by the four methods at provincial, city, and county scales show that all are equivalent in practical application and can be used to generate satisfactory measures for regional multidimensional development. Additional correlation analyses between RMDI values calculated using the polyhedron method and per capita gross domestic product (GDP) demonstrate that the latter is not a meaningful proxy for the level of regional multidimensional development.     

矢量地图图幅裁剪技术研究

针对矢量地图的图幅裁剪要求,讨论了目前矢量地图图幅裁剪的原理和方法,并提出一种图幅裁剪的通用算法,适应于对矢量数据中的点、线和面数据的裁剪。实验表明,该算法运行快速,可靠性高。     

多边形叠加Vatti算法的VCS优化方法与GPU并行化

Vatti算法是常用的矢量多边形裁剪算法之一,在其构建扫描束实现交点计算的过程中,二叉树的数据结构和递归计算方法导致其计算效率受矢量多边形边界顶点数量影响显著。本文针对Vatti算法执行过程中较为耗时的扫描束构建环节,提出了一种多边形边界顶点预排序的优化方法——VCS（Vertex Coordinate Pre-Sorting）方法,并基于该方法实现了对Vatti算法的GPU细粒度并行化。VCS方法使用双向链表对Vatti算法原有的二叉树数据结构进行了替换,以较小的额外存储空间取得了多边形边界顶点信息查找效率的明显提升。在GPU环境下采用双调排序算法对多边形边界顶点数组元素进行并行化排序并过滤出有效值,克服了原始算法使用二叉树存储导致效率低下的问题。实验结果表明,改进后的算法与原始算法相比,具有相同的计算精度;当多边形顶点数量为92万,CUDA每个线程块中的线程数量为32时,使用VCS优化方法,与采用CPU计算构建扫描束方法相比,GPU并行化方法获得了39.6倍的相对加速比,矢量多边形叠加分析算法效率总体上提升了4.9倍。     

一种有效的复杂多边形裁剪算法

提出了一种基于扫描线思想和梯形分割技术的多边形裁剪算法,其主要步骤包括:计算主多边形(集)与窗口多边形(集)的交点,提取所有交点和多边形边界结点的纵坐标(y)并进行排序;以排序后的y作水平扫描线,分别对主多边形和窗口多边形进行梯形分割,获得两组梯形集合;对这两组梯形集合逐行执行梯形单元"交"运算,最后对结果交集进行边界追踪建立裁剪多边形。实验结果表明,该算法具有较好的计算效率,是一种比较实用的多边形裁剪算法。     

空间面群目标几何相似度计算模型

本文针对空间面群目标提出了一种几何相似度计算模型。首先,利用拓扑关系概念领域图定义了面群之间的拓扑关系相似度;然后,对不同类型的面状目标选用合适的"降维"方法处理为"线群"目标,利用方向均值定义线群之间的方向关系即面群目标的方向相似度,以及利用"环形方差"定义线群目标之间的距离关系即面群目标的距离相似度。最后,结合面群的长度和平均长度、面积和平均面积,面密度及紧致度,建立了面群目标几何相似度计算模型,以对面群目标相似度进行整体度量。该模型综合考虑了空间面群目标的几何特征和空间关系特征,并对其作了适当的权重分配。从时间邻近度和尺度邻近度角度,本文设计了2个实验,结果表明,相似度计算结果与地物特征比较一致,符合人们的直观空间认知。     

地震预警中的单台综合定位方法

基于日本基盘强震观测网中某个地震事件首个地震台记录的震级在4级以上、震中距为30~100 km的强震数据,运用B-Δ法和Voronoi多边形法相结合的方法计算震中距。结果表明,B-Δ法和Voronoi多边形法相结合计算出的震中距与单用B-Δ法的计算结果相比,单台定位所用时间相同,但其定位精度明显提高。     

数学形态学和模式识别在建筑物多边形化简中的应用

针对居民地图形化简的一个方面--建筑物多边形的化简,提出一种在与地图比例尺相关的动态栅格和矢量数据相结合的数据模型支持下,综合利用数学形态学和神经网络支持下的模式识别的化简方法.在Visual C 环境下实现基于此方法的系统并进行实验,实验结果说明此方法在保持街区的形态特征上效果明显.这种方法将制图综合知识融入图形化简操作之中,是自动制图综合智能化的一次新的尝试.     

基于Polygon之间相互切割的算法描述与实现

在地理信息系统(GIS)或一些图形处理中,经常会碰到地理图形切割,以及对切割后的数据进行处理。文章主要讨论了由Polygon切割Polygon生成Polygon算法的现实意义,以及如何实现切割后的Polygon自动生成算法的问题。     

基于CAD平台开发的实现3DSMAX快速建模方法研究

简要介绍了如何基于CAD平台开发构面软件,实现3DSMAX快速建模,提出了一套完整的思路,总结了实现快速建模的技术路线,并用实例进行了验证,达到了预期的3维效果,为实现数字城市和数字乡镇的3维景观显示提供了切实可行的方法,起到了抛砖引玉的作用。     

全球六边形离散格网数据的三维可视化方法

针对全球六边形离散格网的三维显示化方法开展研究,设计了一种六边形格网的空间层次结构(hexagonalquaternary balanced structure,HQBS),采用四位码元对格网单元进行编码,定义并实现了格网向量的基本运算,利用这些运算可以方便地实现格网单元的空间索引。在此基础上还研究了全球离散格网的动态生成与显示算法、可视化区域裁剪等相关内容。试验表明:全球格网动态生成的效率110～370单元/ms之间,加载空间数据后,格网数据和空间数据逐层加载的时间在300 ms左右,能够保证加载空间数据后的显示刷新率在20帧/s左右。