GIS典型几何计算算法的并行化及优化研究

空间数据规模的快速增长对传统矢量数据分析方法提出了更高的计算效率和处理规模要求。随着计算机硬件和软件技术的进步,并行计算为提高GIS中典型几何计算算法的计算效率、扩大问题处理规模提供了有效手段。本文在Visual Studio 2010中,使用标准C++编程语言,基于GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)库实现空间数据的读写操作,针对线简化算法的并行化问题,在高性能计算环境下对并行任务调度策略、并行计算粒度、数据分解方法等多个核心内容开展研究。在完成相关串行算法的基础上,实现了该算法的并行化和优化设计,为相关的矢量数据空间分析方法的多核并行优化提供了思路和参考。     

捷联惯性导航系统算法简化机制

随着低精度惯性导航系统的广泛使用,算法简化也成了研究热点。本文通过实验来验证简化导航算法对于不同惯导尤其是低精度惯导的可行性,这对实时性应用有很大影响。通过对以上内容的介绍,希望可以为进一步研究捷联算法、低精度惯导的实时应用提供一定的参考。     

三维瓦片地图的制作及其二三维坐标转换的研究

随着计算机相关技术的发展和GIS产业应用的深入,三维瓦片地图因其视觉效果更加真实而发展前景一片光明,但它也存在如与二维地图之间的联系不是很紧密等诸多不完善之处。针对上述问题,本文利用Auto CAD和3Dmax软件对数据和贴图资料进行三维地形图制作,并通过地图切图得到三维瓦片地图;根据坐标转换算法,将二维数据叠加到三维瓦片地图中,并结合转换后的坐标值偏差现象,修正二三维坐标的转换算法;针对不同角度的三维瓦片地图,实现其多角度之间的相互转换。通过上述操作,提高了三维瓦片地图的精确性和实用性。     

欧氏聚类算法支持下的点云数据分割

欧氏聚类算法是多元统计中的一种重要分类方法,可以将其应用于测绘领域中点云数据的分割。本文首先计算点云数据中两点之间的欧氏距离,将距离小于指定阈值作为分为一类的判定准则;然后迭代计算,直至所有的类间距大于指定阈值,完成欧氏聚类分割。具体步骤为：①利用Octree法建立点云数据拓扑组织结构;②对每个点进行k近邻搜索,计算该点与k个邻近点之间的欧氏距离,最小归为一类;③设置一定的阈值,对步骤②迭代计算,直至所有类与类之间的距离大于指定阈值。试验证明,欧氏聚类算法对不同测量技术手段获取的点云数据均具有适用性,可以成功对点云数据进行分割,分割效果良好。     

基于MapReduce的空间数据并行划分算法

针对海量空间数据分布式存储中存在的不顾及空间邻近性、分布不均和数据倾斜的问题,基于MapReduce并行编程模型,对Hilbert空间曲线层次分解的思想和节点容量感知的方法进行了研究,提出了一种层次分解的空间数据并行划分策略,并通过临界值判定实现空间数据的均衡存储。最后通过实例分析说明该方法可以在保证空间数据邻近特性的同时,解决海量空间数据分布式存储不均和数据倾斜的问题。     

一种复杂地理环境越野通行路径寻优算法

设计了基于障碍距离的优化算法,解决突发事件应急联动中复杂地理环境下最短路径的寻优求解问题。在详细分析地理空间高程、坡度、障碍物等空间信息的基础上,通过计算搜索空间、搜索方向和网络弧段权值构建网络拓扑关系网,并利用遗传算法对最优路径进行寻优求解。     

基于距离权重的分块MASK匀光算法

匀光处理是遥感影像处理中十分重要的一个步骤,现有的MASK匀光算法对消除影像内部光照不均匀现象有较好的效果。但是,MASK算法仍具有一定的局限性,如高斯滤波器最佳尺寸的选择问题,匀光后影像依然存在反差分布不一致问题。针对这些问题,本文提出了一种基于距离权重的分块MASK匀光算法。通过实验,与传统MASK算法进行对比分析,证明本方法得到的结果影像质量更好,反差也趋于一致。     

基于ICCP算法的重力辅助惯性导航

迭代最近等值线算法(ICCP)是一种重要的匹配导航算法,文中首先介绍ICCP算法的基本原理,随后在0.2′×0.2′重力异常数据库的基础上,利用ICCP算法进行仿真计算得到最佳匹配位置。最后为了验证匹配位置是否可用于修正惯导误差,提出将匹配位置误差作为观测量,用卡尔曼滤波对惯导系统误差进行最优估计。由最后的仿真结果可以看出,ICCP算法可有效抑制惯导纬度误差的增长,且最大纬度误差不超过2,′以匹配位置误差作为观测量可以用来估计惯导方位误差角。     

顾及DEM误差自相关的坡度计算模型精度分析

基于DEM的坡度计算,其误差来源于DEM误差、DEM结构和坡度计算模型。在顾及DEM误差自相关的前提下,对四种DEM坡度计算模型进行了分析和评价。研究表明,三阶不带权差分能给出较高的坡度计算精度;在局部窗口中,格网点数量越多,坡度计算越准确;等权比不等权的坡度计算模型更准确;DEM误差自相关结构形式对坡度计算无影响。进一步的理论分析和试验分析还表明：DEM误差自相关性的存在,不仅能够改善地形分析的精度,也能改善DEM自身精度。     

基于规则库和网格算法的土地利用现状图自动数字注记

图形自动注记可极大地提高制图的工作效率。针对土地利用现状图数字注记的特点,本文从地图认知角度出发,建立注记自动配置的规则库,提出面状要素自动注记的一种新的算法——网格法。该算法最大的优点是容易实现、效率高,可方便地解决注记压盖冲突等问题。通过开发一个程序实例,对图斑要素进行了自动数字注记,实验表明95％以上的图形注记效果都较为理想。