简化线状要素算法实现及比较研究

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。简化线状要素算法实现及比较研究　　摘要：在GIS研究中，地图矢量数据通常用线状图形表达，研究主要集中在线状要素自动简化模型建立上。为对比不同线状要素简化算法的特点，分别对面积和道格拉斯匹克两种线要素简化算法进行了简化，并通过横向和纵向对算法进行比较。实验结果发现，道格拉斯匹克算法随简化率升高，保留点下降速率相对柔和，在相同简化率的情况下，道格拉斯匹克算法单位长度偏移更小。因此，�恼�体上考虑，道格拉斯匹克算法性

2、能更优。　　关键词：制图综合；线状要素简化；基于面积的算法；道格拉斯匹克算法　　DOIDOI：/　　中图分类号：TP312　　文献标识码：A文章编号文章编号：1672--0029-03　　0引言　　空间数据多尺度表达问题是GIS研究的重点，也是地图自动综合的瓶颈。地图矢量数据都可用线状图形来表达，这就使多尺度研究的焦点主要集中在线要素自动简化模型的建立上。许多学者已经对此问题作了大量研究，DouglasDH和PeuckerTK[1]提出DP算法，其采用首尾相连进行迭代化简；LiZhi-lin和Openshaw[2]提出基于客观综合的自然规律的线划要素化简的方法；VisvaLingam为

3、了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。和Whyatt[3]提出基于最小面积的重复式点删除方法；Salfeld[4]提出基于逻辑一致的Douglas算法；郭庆胜[5]提出渐进式化简算法；武芳[6]提出面向地图基于遗传算法的线要素化简算法等。线简化算法种类繁多[7-8]，

4、本文以道格拉斯匹克算法和最小面积算法为例，纵向研究每种算法的简化特点，并横向比较两种算法的优劣。　　1算法概述　　基于面积的线要素简化　　迭代计算相邻3点围成面积，如果大于先前设定的面积，则保留这3个点，并向下遍历；若小于先前设定的面积，则删除中间的点，继续向下遍历选点，直至遍历整条线段。　　道格拉斯匹克线要素简化　　先选择首尾两点连接，遍历两点之间的所有点，找到距离首尾连线垂距最大的点，若最大垂距小于设定阈值，则删除中间的所有点；若最大垂距大于设定阈值，则保留此点，并将其与首尾相连，得到两根新的线段。分别对新线段进行如上操作，直至判断完整个曲线上的点。　　2研究方法及技术路线为了充分

5、发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　首先明确线状要素简化的原因，是为了满足不同比例尺下的地图信息表达[9-10]。首先明确一个概念――简化率，因为线状要素简化的方法是先将其降维，转化为一系列离散的点状要素，再合理选取这些描述线要素的点要素，重新形成简化后的线要素。所以

6、，简化率定义为：　　α=Ndelete/Nsum　　其中，α为简化率，Ndelete为删除的点数，Nsum为简化前的总点数。　　另外，在不同比例尺下，尽管是同一条线段，也要用不同数量的点对其进行描述，即地图综合。所以，假设曲线原图比例尺为1：n，简化前的总点数为Nsum，若要转换到1：N比例尺下，应该保留的点数Nreserve为：　　Nreserve=nN×Nsum　　又有：　　Ndelete=Nsum-Nreserve　　所以：　　Ndelete=Nsum×1-nN　　又有：　　α=Ndelete/Nsum　　所以：　　α=1-nN为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作

7、用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　基于以上公式，首先纵向评估每种算法在不同简化率下的化简效果，得到对应的阈值和保留点数Nreserve的对应关系，在Excel中拟合曲