基于方位角计算的拓扑多边形自动构建快速算法

自动构建多边形是地理数据拓扑关系建立的重点和难点之一,其算法的自动化、速度和复杂性一直制约着ＧＩＳ中有关模块的设计开发和地理数据库的建立。针对该问题,通过研究,提出了一种基于方位角计算的多边形快速构建算法,很好地解决了多边形的构建及“岛屿”与“飞地”的处理问题,整个算法结构清晰,简单易懂,且程序设计易于实现。     

一个基于图的多边形拓扑关系生成算法

提出了一个基于图的多边形拓扑关系自动生成算法。该算法只需利用图中弧与多边形的拓扑信息,避免了多边形内角的计算与比较,算法中根据图的拓扑特征采取有效的策略,加快了多边形自动生成的速度。给出了算法的实例。     

一个基于图的多边形拓扑关系生成算法

本文提出了一种基于图的多边形拓扑关系自动生成算法和实例。该算法只需利用图中弧与多边的拓扑信息,避免了多边形内角的计算与比较,算法中根据图的拓扑特征采有效的策略,加快了多边形自动生成的速度。     

具有拓扑关系的任意多边形裁剪算法

多边形－弧段－结点之间的联系是描述多边形空间拓扑关系的重要方法,为了维护裁剪前后这种拓扑关系的正确与继承性,本文在Ｗｄｉｌｅｒ－Ａｔｈｅｒｔｏｎ算法的基础上提出了一种新的算法。新算法中主要特点是将原算法中的交点表改为交点、弧段混合表,沿用原算法的追踪方式,但追踪目标由顶点序列改为弧段序列,使之适应具有空间拓扑关系的任意多边形的裁剪要求。     

面向空间关系复合的矢量多边形图形拓扑叠置分析算法

矢量多边形图形拓扑叠置是挖掘和提取空间隐含信息的重要空间分析方法,现有方法主要针对简单要素模型,未考虑图形要素间空间关系的复合运算.为使矢量多边形图形空间叠置能在有利于空间关系复合的操作模式下进行,提出一种基于线-面运算的矢量多边形拓扑叠置分析算法.对参与叠置的2幅矢量多边形图形,分别将其中一幅图形的矢量链段与另一幅图形的面域图进行线-面叠置运算和空间关系复合处理,检测出矢量图形中跨越面域图多边形的链段并进行分解;通过面向叠置模式的链段筛选和结点匹配、空间关系构建等,最终生成含空间拓扑关系的结果多边形图形.实验结果表明,该算法具有较高的鲁棒性和效率,非常适用于面向空间关系复合的复杂矢量多边形图形空间拓扑叠置分析.     

复合多边形求差的高效矢量算法

从集合和几何的基本原理出发, 提出了复合多边形求差的一种矢量算法。算法首先区分多边形的拓扑相离、包含或相交关系。对于拓扑相离或包含的两个多边形, 其差容易计算; 对于相交的两个多边形, 应用平行线扫描算法来求解, 得到两个复合多边形的差。该算法的特点是可以解决嵌套了任意层次孔洞的两个多边形之间的求差运算, 这在计算机辅助设计、地理信息系统、地图数据处理等领域具有较广泛的应用前景。     

基于有向弧的多边形拓扑关系生成算法

本文提出了一种基于结点弧段邻接关系自动生成多边形拓扑关系的算法,对每个结点的关联弧段按方位角排序并对这种排序进行了补充定义,对弧段的方向也作了相关规定。以此为基础,本算法避免了多边形内角的重复计算和反复搜索,提高了建立多边形拓扑关系的效率。最后,对该算法进行了分析和实例计算。     

基于有向弧的改进多边形拓扑关系生成算法

文章提出了一种基于有向弧段的多边形拓扑关系生成算法,改进了传统算法.算法对每个结点的关联孤段按方位角排序并对这种有序性进行了补充定义,同时为弧段增加两个方向相关的字段,分别表示弧段的方向和是否被遍历过,搜索多边形的同时对遍历过的有向孤段加以标记.本算法避免了多边形的反复搜索和内角的计算,提高了建立多边形拓扑关系的效率.最后,时该算法进行了分析和实例计算.     

基于夹角变化趋势的多边形自动搜索和生成算法

利用左转算法生成多边形是GIS中面域组织和拓扑关系建立的常用算法。根据算法规则,对于由顺时针方向和逆时针方向建立的多边形都可以生成多边形文件,这就会产生一些重复多边形和无效的多边形。为此,提出了基于夹角变化趋势判断多边形搜索方向的算法,根据左转或右转算法得到的点组顺序,分别计算由起始点出发的弧段的方位角,根据相邻弧段夹角的和来判断多边形的搜索方向,实现了每一多边形都是由左转算法生成,完成了多边形的自动建立。该算法有效地判断了多边形的搜索方向,避免了无效多边形的生成。     

三维网格模型的布尔运算方法

提出了一种基于三维网格模型的布尔运算方法。首先通过基于方向包围盒（OBB）层次包围盒树的碰撞检测算法,得到实体的相交三角形对;接下来求出两相交三角形之间的交线,建立与三角形的交线拓扑关系;通过分类处理三种交线类型来对相交三角形进行区域划分,得到一系列多边形,并对多边形进行三角剖分形成结果区域;最后根据体的包含关系构建关系邻接表,判断多边形区域的相对于其他实体的内外关系并通过网格模型的拓扑关系,定位表面三角网格区域;同时根据交、并、差等布尔操作,对结果区域进行取舍,得到最终结果。实验结果表明相交部分的岩性与实体的岩性相吻合,验证了该算法的正确性以及可行性。     

Determining topological relations of uncertain spatiotemporal data based on counter-clock-wisely directed triangle

Determining topological relations has proved to be one of the most important operations on spatiotemporal data, which still merits further attention. In this paper, we propose a valid and efficient topological relationship mechanism that allows identification of topological relations of uncertain spatiotemporal data over time. Our approach adopts polygon approximation and triangulation to represent uncertain spatiotemporal data. The unique feature is that our approach not only considers the polygon approximation of a spatiotemporal region but also takes number of the salient points into account. Moreover, determining topological relations of uncertain spatiotemporal data is detailed investigated based on counter-clock-wisely directed triangle. Finally, we apply our approach to meteorological events and experiments are run to validate our approach and show its performance advantages.     

基于Strip-Tree的无级比例尺GIS多边形化简技术

无级比例尺GIS(geographicinformationsystem)多边形化简的基础是多边形弧段的线综合,而直接对多边形的弧段施加线综合操作可能造成输出数据的拓扑错误,主要表现为化简后弧段出现相交.以往的研究并未对这个问题给予足够的重视和给出自动化的解决方法.在对此问题进行全面分析的基础上,提出了一种基于Strip-Tree的多边形图层化简策略,在保持输出数据拓扑结构正确的前提下化简多边形图层,且保持了较高的时空效率.该策略成功地应用于国家863项目“时空一体化智能城建信息系统”,并获得了满意的效率和结果.     

基于Delaunay三角网的城市多边形合并算法

多边形合并是建筑物群综合的一个重要环节，而邻近关系是该合并过程的重要依据，利用Delaunay三角网生成拓扑信息，根据多边形之间的最小距离来判断是否聚合。因为多边形之间的最小距离总小于等于其间的三角网的最小边长，使建筑物多边形的合并更加精确和美观。     

基于C—Tree的无级比例尺GIS多边形综合技术

无级比例尺GIS是数字地球和Web GIS的核心技术之一,但随着GIS的广泛应用和深入发展,现有的GIS技术已经不能满足信息社会的需要,其中一个需要解决的重要问题就是GIS的空间数据量如何随着比例尺的变化自动增减。针对无级比例尺GIS多边形综合中的选取与合并技术,在对选取的数量规律和质量原则以及合并的原则进行充分论述的基础上,提出了一种多边形图层数据组织策略C-Tree,并给出了基于C-Tree的多边形综合算法。对于给定的大给与大比例尺地图多边形图层数据,该算法可以高效率地完成多边形选取与合并的综合操作,输出小比例尺地图图层数据。该算法现已成功应用于时空一体化智能城建信息系统,并获得了满意的结果。     

基于编码与分类技术的任意多边形裁剪新算法

首次将编码与分类技术引入任意多边形的矩形窗口裁剪,通过编码分类技术根据多边形边与裁剪窗口的相对位置将边分为六类。采用一次编码技术获取一类窗内边,舍弃二类窗外边,得到必须求交的三类边;采用二次编码技术舍弃四类窗外边,得到需要求交的五、六类边;进一步提出裁剪窗口顶点相对于多边形的分类,利用窗口顶点分类和多边形边的编码特征快速处理三类、五类、六类窗口相交边。通过编码分类技术减少了多边形裁剪的运算量,并有效地维护了多边形的拓扑关系。实验结果表明算法稳定可靠,可实现对任意凹凸多边形的裁剪,在多边形与窗口的各种相对位置均具有较高的运算效率。     

基于拓扑映射的背向面去除算法

场景往往由多边形逼近表示,提出的背向面去除算法首先将场景中的多边形法向量正则化为单位向量,并将起始点移至原点,这些单位向量必定位于单位圆球上;然后将单位圆球分成若干个中心对称的区域,每个区域进行拓扑映射得到参考平面,可以求得每个多边形法向量所在的区域,并求出多边形法向量在区域边界圆盘面上的拓扑映射坐标．对同一场景而言,这些计算只需进行一次,称为前置运算．当视点向量位置改变时,则需动态计算视点向量和正背向分界线在每个区域的拓扑映射坐标;然后在一维射影直线上根据视点向量、法向量和分界线之间的拓扑映射坐标位置关系,判断该多边形是否为背向面．实验结果表明,算法运行可靠,有较高的检测速度,尤其是对同一场景,当视点变化时的多次检测效果显著．     

A polygon chaining algorithm to simplify area encoding

Although cumbersome to encode, polygon data structures continue to be a preferred means of storing and manipulating cartographic data in many geographic information systems. The polygon chaining algorithm presented in this paper simplifies polygon encoding by combining many of the strengths of both polygon and topological data structures but few of their attendant weaknesses.The algorithm relies on two sets of data—nts and lines. One polygon reference point is digitized for each polygon to be chained. Lines separating contiguous areas are encoded in any direction and order and may cross other lines. The algorithm inspects these lines for consistency and automatically corrects several common encoding errors. Nodes are then chained around the polygon reference points to form clockwise polygons.After reviewing the advantages and disadvantages of selected data structures, the paper outlines the principal steps in the algorithm and how data is inputted, edited and chained. Discussion then turns to how the algorithm is implemented in a FORTRAN IV program. A sample problem is also presented.     

基于拓扑映射的点集在凸多边形内外判断算法

通过拓扑映射 ,点在凸多边形内外的判别可以转化为映射点在射影直线上的位置关系问题 .首先通过设置中心点 ,获取凸多边形各顶点的拓扑映射点 ,对于每个检测点 ,根据其映射点与顶点拓扑映射点的相对位置关系 ,即可确定检测点位于多边形哪条边的范围内 ;然后将检测点与该边进行包围盒测试 ,对于点在边包围盒外的情况 ,只需根据比较判别即可得到结果 ,对于点在边包围盒边界上或内部的情况 ,则需通过叉积运算进行判别 .该方法几何意义清晰 ,实验结果表明 ,该算法运行可靠 ,对于单个点或多点组成的点集均有较高的检测速度 .     

大规模等值线图的任意简单多边形窗口裁剪算法

针对大规模等值线图裁剪算法面临的两个主要问题,如何减少线段求交次数和判别保留部分的起止点,提出一种针对大规模等值线图的任意多边形裁剪算法.该算法首先使用等网格分割方法,在等值线线段与裁剪多边形边之间建立网格索引,减少线段求交次数;同时,在网格数据结构基础上,采用局部射线法,很好地解决了判断交点在裁剪多边形内外时间复杂度过大的问题,使得算法可以快速判断出需要保留(剔除)的等值线部分.本文算法的优点是能够在求出交点的基础上快速获得需要保留(剔除)部分的起止点;同时,算法中裁剪多边形可以是包含任意多个洞的任意简单多边形,克服传统算法中对裁剪多边形的特定约束条件.本文算法易于实现且高效.     

Generating a smooth voxel-based model from an irregular polygon mesh

A method for generating a smooth voxelbased model from an arbitrary polygon mesh is presented. It is based on a polygonal subdivision process which takes an irregular polygon mesh as input and creates a finer and smoother mesh. The mesh is recursively refined down to or close to the voxel level, and then voxelized (digitized) into a voxel-based representation. A local subdivision approach has been developed in order to ease the computationally expensive subdivision process. The voxelization of the mesh maintains topological and fidelity requirements which are pre-defined and application dependent.