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《地理与地理信息科学》2020,(2)
多边形求交是GIS空间分析的基本操作之一,提高海量复杂多边形求交计算效率对大数据时代的空间分析具有重要意义。该文针对海量复杂多边形求交计算耗时长、数据与计算资源分配不均的问题,提出了基于时间预测模型的高性能并行求交方法:首先通过多级包围盒进行二次检测,减少求交对象的一对多关系;然后通过包围盒检测洞、岛的方法减少不参与计算的多边形,优化复杂多边形求交处理流程;最后,通过建立非线性回归模型度量求交运算的计算耗时,并据此优化并行计算负载,有效提高了海量复杂多边形求交效率。 相似文献
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矢量数据向栅格数据转换的一种改进算法 总被引：13，自引：0，他引：13
地理信息系统的发展与空间数据结构的优化密不可分,栅格数据与矢量数据之间的高效转换是GIS的关键技术之一。由于栅格数据十分有利于空间分析中的叠置分析,因而通常需要将矢量数据转换成栅格数据。该文分析对比了地理信息系统的两种基本数据结构,在总结已往矢量数据转换为栅格数据方法的基础上,依据边界代数多边形填充算法的基本原理,结合绘图作业时采用的正负法,提出了一种改进的折线边界(数据串)跟踪方法。该算法原理简单,不需进行复杂的距离比较运算,运算速度快,并且通过简单的角度判断保证了填充的精度。 相似文献
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在GIS的众多应用中,多边形数据的自动生成和多边形数据拓扑关系的构建与维护都是一种高频率的操作。该文在分析和总结已有多边形数据自动生成算法和拓扑关系生成算法基础上,提出了一种基于拓扑信息的多边形数据自动生成算法(PG-TI)。介绍了该算法的数据结构以及弧段邻接关系确定、多边形搜索和拓扑关系确定3个核心过程,重点探讨了使用多边形搜索过程中建立的拓扑信息来提升拓扑关系确定过程性能,在此基础上与传统算法和ArcGIS中对应算法的时间复杂度进行了对比分析和验证。 相似文献
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多边形是GIS研究和应用中使用最频繁的几何对象,该文描述了基于简单要素模型的任意多边形分割算法。从计算几何出发,结合GIS空间数据的特点,将基于简单要素模型的多边形分割算法设计为:1)对多边形及分割线的边界排序,基于扫描线及外包矩形检测查找可能相交的线段,提高相交线段的搜索效率;2)计算交点生成结点信息(包括交点坐标、线号及交点的出入),并存储在独立的单向链表中;3)根据结点链表和原多边形坐标搜索结果多边形。该算法能够分割任意简单多边形(凹凸、曲线边界和带洞的多边形)以及有共享边的多边形。最后在MapGIS7.0平台上,实现了基于简单要素类的多边形分割功能。 相似文献
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6.
空间数据的多尺度表达问题已成为GIS研究的重点,也是地图自动综合的瓶颈。智能化的多尺度表达是亟须解决的问题。利用小波分析中的多分辨率分析原理,建立微分角度的线状要素简化模型,结合空间要素多尺度表达的特征,研究空间线状要素的简化方法,并对简化后的图形拓扑一致性做简单分析,实现线状要素的简化。 相似文献
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模糊区域拓扑关系模型 总被引：4，自引：1，他引：4
拓扑关系是地理信息系统中空间要素之间最基本也是最重要的关系之一，是进行绝大多数空间查询和分析的基础。非模糊空间要素之间的拓扑关系在一般拓扑学等理论的基础上已有相关的模型和描述，并在实践中得到广泛的应用，如何建立模糊空间要素这间的拓扑关系是建立模糊要素地理信息系统的基础。该文在模糊扑扑学的基础上提出了模糊区域的定义，建立了用于分析模糊区域之间拓扑关系的理论和模型，提出了4*4-intersection模型拓扑关系矩阵，并分析了不同拓扑关系矩阵对于非模糊区域之间、模糊区域之间建立拓扑关系的区别和联系，最后采和不同公式对模糊区域之间的关系进行了系统的描述。 相似文献
8.
地图叠加分析是一种计算密集型算法,并行化计算是加快算法执行速度的一种有效方法。该文研究分布式环境下的点面图层并行化叠加分析方法与实现。首先根据点面叠加的特点设置并行数据分解的方式,基于分治法分解空间数据,在并行系统下将地理要素分而治之。然后引入双层索引的并行叠加机制,一是对面图层根据Hilbert空间索引的排序方式分发数据,二是对点图层建立四叉树索引,对每一个进行相交运算的多边形进行快速过滤和求交。最后在Linux集群系统下实现该并行算法,其一利用MPI分布式计算环境实现在整体计算框架下的消息通讯模式的并行,其二在每个子节点中实现基于多核OpenMP工具的本地并行化。结果表明,利用双层空间索引分治的方法可实现并行数据分块,各子节点实现独立计算,减少并行系统中的I/O冲突,并行加速比明显。该方法对矢量地图运算的并行化进行了有益的尝试,为大数据时代的空间数据分析提供一种有效的途径。 相似文献
9.
时间尺度是时空数据模型中重要的要素,决定着对地理信息刻画和描述的详细程度,在时空数据库中,时间粒度对于时空拓扑关系描述具有决定性的影响。该文对时间的基本元素进行了形式化定义,在数轴上把时间基于集合论划分为3部分,并对两个时间要素划分的集合求交,从而建立地理事件间的线性时间拓扑关系形式化描述的9交模型,在此基础上探讨了时间粒度变化对地理事件间线性时间拓扑关系的影响,并进行了实例分析。 相似文献
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基于语义优先的土地利用图斑综合的研究——以大连旅顺口区北海街道为例 总被引：1，自引：1，他引：0
土地利用图斑综合是实现其多尺度表达的关键技术,主要包括相邻图斑的融合、相离且语义邻近图斑的聚合、狭长图斑的综合以及要素边线的化简等。通过以下4种方法实现图斑综合:①以要素间语义相似度为先决条件并顾及空间拓扑关系建立邻近度分析模型,通过模型检索要素的最邻近图斑实现数据融合;②以相离要素缓冲区交集中的节点建立多边形要素填补桥梁区域实现要素聚合;③以相邻要素的缓冲区将狭长区域剖分,并融合到周围要素的方法来实现狭长图斑的综合;④以Douglas-Peucker算法实现要素边线化简。上述方法对普通图斑及特征图斑均提出了各自适应的综合算法。实验结果表明上述模型及算法能最大限度的保证各地类面积平衡、也能有效控制要素变形、合理压缩数据并保证地图简洁、美观,保证自动化制图综合的简捷高效。 相似文献
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GPU加速的多边形叠加分析 总被引：2，自引：0，他引：2
叠加分析是地理信息系统最重要的分析功能之一,对多边形图层进行叠加分析要花费大量时间。为此,将GPU用于多边形叠加分析过程中的MBR过滤及多边形剪裁两个阶段。对MBR过滤阶段,提出了基于GPU的通过直方图及并行前置和实现的MBR过滤算法。对多边形剪裁阶段,通过改进Weiler-Atherton算法,使用新的焦点插入方法和简化的出入点标记算法,并结合并行前置和算法,提出了基于GPU的多边形剪裁算法。对实现过程中可能出现的负载不均衡情况,给出了基于动态规划的负载均衡方法。通过对这些算法的应用,实现对过滤阶段及精炼阶段的加速。实验结果表明,基于GPU的MBR过滤方法相对CPU实现的加速比为3.8,而基于GPU的多边形剪裁的速度比CPU实现快3.4倍。整体上,与CPU实现相比,GPU加速的多边形叠加提供了3倍以上的加速比。 相似文献
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基于TIN的体布尔算法及其地质应用 总被引：3，自引：0，他引：3
提出一种基于TIN的体布尔操作算法,即采用快速碰撞检测方法、改进的三角形求交算法和三角形包含测试算法,能解决复杂地质体的交、并、差等布尔操作。该方法不仅可以有效处理具有侵入、交错等复杂空间关系的地质体建模问题,还适用于基于地质模型的工程分析应用,如开挖模拟等,并在北京市某岩土工程信息系统建设项目中得到了检验。 相似文献
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Linwang Yuan Zhaoyuan Yu Wen Luo Lin Yi Guonian Lü 《International journal of geographical information science》2014,28(12):2435-2455
This article presents a geometric algebra-based model for topological relation computation. This computational model is composed of three major components: the Grassmann structure preserving hierarchical multivector-tree representation (MVTree), multidimensional unified operators for intersection relation computation, and the judgement rules for assembling the intersections into topological relations. With this model, the intersection relations between the different dimensional objects (nodes at different levels) are computed using the Tree Meet operator. The meet operation between two arbitrary objects is accomplished by transforming the computation into the meet product between each pair of MVTree nodes, which produces a series of intersection relations in the form of MVTree. This intersection tree is then processed through a set of judgement rules to determine the topological relations between two objects in the hierarchy. Case studies of topological relations between two triangles in 3D space are employed to illustrate the model. The results show that with the new model, the topological relations can be computed in a simple way without referring to dimension. This dimensionless way of computing topological relations from geographic data is significant given the increased dimensionality of geographic information in the digital era. 相似文献
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Lan Mu 《The Professional geographer》2004,56(2):223-239
Many landscape features are represented as polygons in GIS. This paper characterizes polygon shapes with the multiplicatively weighted Voronoi (MW‐Voronoi) diagram and improves its understanding. The MW‐Voronoi diagram's composition is implemented with topological overlay, growth simulation, and vertex calculation methods. The decomposition is done by reversing a polygon to MW‐Voronoi point pairs by segment. It is a new approach to record, characterize, and compare polygons with form and process. The implementation also serves as a geographic education and visualization tool. Applications of the methods are presented with precipitation, fire polygon, and population change data. 相似文献
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二维Delaunay三角网的任意点删除算法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对目前基于影响域多边形剖分的点删除算法缺陷,提出一种二维Delaunay三角网点删除算法。首先利用具有拓扑关系的三角网搜索影响多边形,并以三角形矢量面积为工具三角剖分影响域多边形,最后通过镶嵌优化后的剖分三角网完成点的删除,且满足Delaunay法则。通过测试证明了算法的可靠性和高效性。 相似文献
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基于Hash函数的TIN拓扑关系重建 总被引：1，自引：0，他引：1
STL模型是CAD、景观造型器等图形处理软件中常用的三角形网络文件格式,该文件由于不带有三角形的拓扑关系,使其不便与GIS中的地形模型(如TIN)进行叠置分析等操作。提出一种基于Hash函数的STL模型的三角形拓扑重建算法,讨论Hash函数设计和评价,给出基于Hash函数的TIN拓扑重建算法和拓扑检查方法,并通过实例对该算法进行验证。 相似文献
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基于TIN数据三维地质体的折剖面切割算法 总被引：1，自引：0，他引：1
为有效分析地质模型的内部结构,研究直接利用折切面对模型数据进行几何切割的算法。该算法面向基于TIN数据表达的三维地质体,包括"折剖面的生成"和"被切割地质体的拆分"两大关键步骤;采用向二维平面投影的策略,将复杂的切割转化为交线的快速连接、三角形重新剖分和点与多边形的包含测试等简单操作。对不同复杂程度的三维地质模型进行切割实验,发现化繁为简和二维投影策略极大地提高了算法效率。 相似文献
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GIS中对原始矢量数据进行拓扑分析和重建是对其进行存储和使用的前提。引入包括规则格网和四叉树格网在内的索引结构,将全局的矢量拓扑分析转化为单个格网范围内足够少的矢量线段求交过程,减少了运算的复杂度;并用一种重组算法实现将原始矢量数据转化为符合“逢交必断”标准的矢量数据。试验表明,该算法适合海量和高散乱度的矢量数据。 相似文献