等值线生成算法研究

本文提出一种新颖的等值线生成算法，它算法简明，易于实现，而且可以解决追踪法无法处理的小封闭等值线等问题。     

约束三角剖分在雨量等值线的应用

雨量等值线在水文、防汛领域应用广泛,Delaunay三角剖分具有空外接圆和最大的最小角度两个良好性质,对于非规则分布的离散点数据进行三角剖分内插是生成等值线的最常用的算法,但实际应用中往往都术是凸壳进行三角化,而是有限定边（或限定点）对三角剖分进行约束。该文在标准Delaunay三角剖分基础上,分析了逐点插入法的基本原理,基于此提出了一种解决有限定边的约束三角网格剖分生成等值线的方法,给出了限定边进行三角剖分的算法,同时对边界采用网格加密和邻域内插算子进行边界附件插值,提高等值线的边界拟合精度,并在雨量等值线生成中得到较好应用。     

约束三角剖分在雨量等值线的应用

雨量等值线在水文、防汛领域应用广泛,Delaunay三角剖分具有空外接圆和最大的最小角度两个良好性质,对于非规则分布的离散点数据进行三角剖分内插是生成等值线的最常用的算法,但实际应用中往往都不是凸壳进行三角化,而是有限定边(或限定点)对三角剖分进行约束。该文在标准Delaunay三角剖分基础上,分析了逐点插入法的基本原理,基于此提出了一种解决有限定边的约束三角网格剖分生成等值线的方法,给出了限定边进行三角剖分的算法,同时对边界采用网格加密和邻域内插算子进行边界附件插值,提高等值线的边界拟合精度,并在雨量等值线生成中得到较好应用。     

基于矩形网格追踪法的曲面主曲率等值线生成算法*

针对自由曲面在展开平面上的主曲率等值线生成问题,提出一种基于矩形网格追踪算法的等值线生成算法。利用面积坐标方法将曲面上的点及其极值曲率映射到优化展开平面上,在展开平面上采用遍历法得出等值点序列;利用矩形网格追踪法将等值点序列划分为连续无交叉的开等值线或连续封闭的闭等值线。最后以直纹面、锥形面和自由曲面为算例分别对算法进行计算验证,并与线性插值三角网格法进行对比。计算结果表明,基于矩形网格追踪的等值线生成算法具有计算速度快、精度高的特点。     

基于Java 3D的地球空间环境可视化研究

根据空间科学研究对交互性和Web化的发展需求,将Java 3D应用于该领域。深入剖析了Java 3D的主要几何类和实现细节;改进并实现了一种矩形网格等值线生成算法,解决了二义性和等值点在网格顶点的问题;介绍了一种生成规则网格的简单算法,并选用合适的Java 3D类加以实现;介绍了一种数值———颜色映射算法,并将空间环境数据映射为RGB颜色信息。综合运用这些算法,对地球空间环境中若干物理要素模型进行了二维和三维可视化。可视化结果与国内外空间环境模型研究成果基本一致,说明上述算法正确,有较高的参考价值。     

基于不规则三角网(TIN)的追踪等值线算法及对等值线光滑算法的研究

介绍了基于不规则三角网(TIN)的存贮结构和追踪等值线算法,并针对奇点处理提出了新的改进算法;其次根据生成的等值线,分别对以下几种光滑算法:线形迭代法、Bezier函数法、三次B样条函数法等,通过对其算法数学原理的研究分析,比较了各种曲线在曲线光滑应用中的特点,根据在应用中结果的比较,提出了用张力样条曲线作为拟合等值线的光滑曲线具有重要的参考价值。     

基于Java Servlet方式的等值线生成系统的设计与实现

本文研究了webGIS下基于Servlet方式等值线的绘制方法。在讨论了等值线生成的基本算法，包括离散点的网络化、等值点的确定与搜索、未知点的插值以及使用矩形网格进行边界裁剪等方法的基础上，设计和实现了基于Servlet方式的等值线生成系统。     

基于距离倒数加权法的等值面绘制简化算法

对常用的几种等值面绘制算法进行了分析,考查了其计算的复杂度,提出一种基于距离倒数加权的简易算法.该算法的基本思想是:利用计算机图像的像素离散性,结合实际工程应用上有一些情况中采样点位置稳定不变的特点,不需要先生成等值线,而是逐一扫描所有像素,以简单的函数计算其等值面彩色值.通过与已知曲面函数的理想等值面对比分析表明,该算法在采样点达到一定密度时拟合较好.给出了主要数据结构和算法的C语言实现.     

等值线绘制中的多重网格剖分快速搜索算法*

搜索散乱采样数据的网格化过程是等值线生成中的重要步骤,现有矩形网格剖分的网格化方法,对分布不均匀的采样数据搜索效率低,大大影响了网格化的效率。本文提出一种多重网格剖分快速搜索算法,该算法首先将采样数据进行多重网格剖分,建立网格索引;然后通过索引搜索多重网格,合并采样数据;最后利用快速搜索算法得到的采样数据计算出待插值点。实际数据的网格化测试结果表明,该算法有效地提高了散乱采样数据的搜索效率,具有实际应用价值。     

一种基于三角网的等值线自动填充算法

等值线填充就是先在等值线间建立拓扑关系,然后基于拓扑关系来完成等值线的填充,这一直是一个比较困难的问题.为了快速方便地进行等值线自动填充,提出了一种基于不规则三角网的等值线自动填充算法.该算法把采用不规则三角网生成的非闭合等值线,先根据一定关系与自定义边界连接成闭合等值线,然后通过确定各闭合等值线之间的包含关系和各等值线之间的填充颜色来绘制出等值线填充图.实践表明,该算法易于实现,且运算速度能满足业务需求.     

基于围线分层扫描的完全欧氏距离变换算法

围线扫描欧氏距离变换算法是一种快速的完全欧氏距离变换算法,其时间复杂度达到最优,但需在围线区域进行全局搜索,计算时间并未优化。针对此问题,提出了一种基 于围线分层扫描的完全欧氏距离算法。该算法首先根据中心像素的围线性质对二值图像像素点进行重新分类,然后按照围线区域像素与中心像素的空间关系,对中心像素的围线区 域进行分层搜索,并给出了搜索的终止条件。该算法保持了最优的时间复杂度,可通过定量分析单个像素的计算时间来证明其计算时间已得到优化。实验结果表明,该算法能够得到 准确的欧氏距离图像,且运行速度快。     

一种新的二维碎片的轮廓匹配方法*

以往的轮廓匹配算法中所用的轮廓表示方法大多需要大量繁琐的计算,大大增加了算法的时间复杂度,为此提出一种新的轮廓特征表示方法,简化了此部分的计算。首先求出待匹配图像单像素宽的轮廓曲线上像素点的坐标序列,然后利用轮廓上各点和与其相差六个点的像素点之间的位置关系及行列坐标差的平方代数和对轮廓进行表示,得到两轮廓曲线的表示序列后;接着采用寻找两轮廓表示序列的最长公共子序列（LCS）的方法进行匹配,并在匹配过程中引入了“断点续配”的概念,有效提高了算法的容错性。实验证明所用的轮廓表示方法简单明了,计算量小,在提高算     

等值线图的彩色填充方法

文中提出了一种实现等值线彩色填充的新方法，该方法不需要进行等值线的追踪，只需要经过网格化的数据，并且填充算法的计算量不随着绘图区域的扩大而增长，程序实现比较容易，数值计算量小。文中给出了具体的算法，同时也展示了利用该算法得到的图形的实例。     

一种改进的基于Douglas-Peucker原理的轮廓采样算法

文章首先介绍了Douglas-Peucker算法,它是一种经典的曲线简化方法,在此基础上提出了DP算法的一种非递归实现方法,该过程主要是利用队和栈的性质来实现的。结果显示,用这种方法进行目标物体的轮廓采样,通过控制距离容差可以得到对轮廓线不同程度的逼近,不仅能够有效减少物体轮廓的冗余点,提高处理效率,又能够不失真地表征物体的形状。     

一种改进的基于Douglas—Peucker原理的轮廓采样算法

文章首先介绍了Douglas-Peucker算法,它是一种经典的曲线简化方法,在此基础上提出了DP算法的一种非递归实现方法．该过程主要是利用队和栈的性质来实现的。结果显示,用这种方法进行目标物体的轮廓采样。通过控制距离容差可以得到对轮廓线不同程度的逼近,不仅能够有效减少物体轮廓的冗余点,提高处理效率,又能够不失真地表征物体的形状。     

基于轮廓尖锐度的图像角点检测算法

角点是图像轮廓线最重要的特征,为了准确而快速地检测角点,提出基于轮廓尖锐度的计算方法。该算法在多尺度空间中对轮廓曲线进行高斯平滑,在局部支撑区域内计算轮廓每一点的尖锐度,结合角点筛选规则确定角点。数学推导表明该算法具备合理性和可行性。实例分析表明其抗干扰性好、运算量小、定位准确。     

融合网格划分和DBSCAN的改进聚类算法

针对基于密度的噪声应用空间聚类算法（density based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN）计算复杂度较高以及无法聚类多密度数据集等问题,提出了一种网格聚类算法和DBSCAN相结合的融合聚类算法（G_FDBSCAN）。利用网格划分技术将数据集划分为稀疏区域和密集区域,分而治之,降低计算的时间复杂度和采用全局参数引起的聚类误差;改进传统的DBSCAN聚算法得到FDBSCAN,将密集区域中网格聚类的结果作为一个整体参与后续的聚类,在网格划分基础上进行邻域检索,减少邻域检索和类扩展过程中对象的无效查询和重复查询,进一步减少时间开销。理论分析和实验测试表明,改进后的算法与DBSCAN算法、DPC算法、KMEANS算法、BIRCH算法和CBSCAN算法相比,在聚类结果接近或达到最优的情况下,聚类效率分别平均提升了24倍、11倍、2倍、3倍和1倍。     

一种彩色图像区域分割及轮廓矢量化新算法

提出了一种逆时针追踪轮廓线的彩色图像区域分割算法,其思想是按逆时针顺序追踪轮廓线,在追踪过程中避免了像素点的重复判断,采用回溯搜索解决崎点问题,从而保证了追踪过程的连续性和正性性,在此基础上,运用递归方法分割出图像的所有不同色彩区域,直接提取出具有一定色极特征的区域,具有较高的实用性,也是此算法的优点之一,本文亦从直线像素点排列的特点出发,提出了一种轮廓点列快速矢量化算法,极大地减沲轮廓需存储的像素点个数,节省了内存空间,并为进一步算是如形状匹配,编码等提供了基础,实施测试的结果表明,该算法效果较好,达到了预测的要求。     

优化的基于错误学习问题的CKKS方案

针对基于错误学习（LWE）问题的CKKS同态加密方案在密态数据计算中存在的密文大、计算密钥生成复杂以及同态计算效率低的缺陷,运用比特丢弃和同态计算密钥重组的方法,提出了一种优化的LWE型CKKS方案。首先,丢弃密文向量的部分低位比特和同态乘法计算中密文张量积的部分低位比特,从而减小了同态乘法过程中的密文规模;其次,针对比特丢弃对同态计算密钥进行重组和优化,从而去除密钥交换过程中powersof2含有的无关扩展项并降低计算密钥的规模和同态乘法过程中的噪声增长规模。在保证原有方案安全性的基础上,所提优化方案使得计算密钥的维度减少,使得同态乘法的计算复杂性降低。分析结果表明,所提出的优化方案在一定程度上降低了同态计算及计算密钥生成过程的计算复杂性,从而降低了存储开销并提升了同态乘法运算的效率。     

无需初始轮廓的快速图像分割模型

在图像分割领域中，几何活动轮廓模型是较成功的方法之一。但现有的几何活动轮廓模型大都需要为演化曲线定义一个初始位置，这容易导致图像分割结果受初始轮廓位置的影响。为此，结合图像的局部和全局信息构造一个新的符号压力函数，提出一个以偏微分方程形式存在的快速图像分割模型。所提模型形式简单，算法过程容易实现。实验结果表明，该模型允许常值初始化，无需初始轮廓即可快速分割三相图像、灰度不均图像、渐变图像以及深度图像等多类图像。