断裂点位置对GIS中无拓扑闭曲线简化的影响

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1、第28卷第2期烟台大学学报(自然科学与工程版)Vol．28No．22015年4月JournalofYantaiUniversity(NaturalScienceandEngineeringEdition)Apr．2015文章编号:1004-8820(2015)02-0090-06doi:10．13951/j．cnki．37-1213/n．2015．02．003断裂点位置对GIS中无拓扑闭曲线简化的影响高培超，刘钊，谢美慧，田琨(清华大学土木工程系地球空间信息研究所，北京100084)摘要:在回顾并总结无拓扑闭曲线简化工作的基础上，分别研究了断裂点位置对地图中

2、人工地物和自然地物简化的影响．采用经典、常用的Douglas-Peucker方法作为简化算法，研究结果表明断裂点位置对人工地物和自然地物的简化结果影响均较大，且在人工地物简化过程中呈现一定的规律性．文章最后给出了断裂点位置选择的具体建议．关键词:断裂点;简化;无拓扑;闭曲线;地理信息系统中图分类号:P208文献标志码:A数字地球的建设目前已初具成果，并在人类的文献［11］在进行形状匹配前简化复杂面状要［1－3］生活中发挥越来越重要的作用．矢量数据是地素，文献［12］对等高线进行简化，文献［13］的简化［4］理信息系统(GeographicalInformat

3、ionSystem，对象是独立的林权地块边界，文献［14］对二值图像GIS)中的主要数据类型，其数据量目前正随着数字的轮廓进行简化，这些简化对象均为无拓扑闭曲线，化工作的推进日益增多并趋向海量．无论从优化存采用开曲线算法简化时必须主动选择断裂点位置，储的角度还是多尺度显示的角度来看，都有必要对但文中均未对断裂方法进行细节阐述．文献［15］提矢量数据进行简化．出了一种基于数学特征值对开曲线进行简化的算矢量数据简化主要包括散点抽稀、曲线(包括法，并说明算法可扩展至闭曲线，但未对细节进行深直线)简化、面简化(主要针对边界线)3种类型，在入讨论．曲线简化和面简化中，

4、常用的算法有Douglas-Peuck-(3)涉及断裂点问题并阐明处理细节．［5，6］［7］［8］er(DP)、Opheim、SimpliPoly等，但这些算法文献［16］在简化过程中根据等高线与其最大均是针对开曲线(Opencurve)设计的，而在实际工外接矩形的交点，将闭合的等高线划分为左上、上作中，部分曲线和所有面边界都是首尾相连的闭曲右、右下、下左4段开曲线处理．文献［17］在第二次线(Closedcurve，又称为多边形)．全国土地调查成果缩编工作中，利用基本农田数据选择断裂点(Breakpoint)位置，将闭曲线“拆将地类图斑边界分为若干片段，然

5、后采用开曲线简剪”为开曲线，是闭曲线简化工作中的首要任务．对化算法处理．此2项工作通过不同的方法，在无拓扑于该问题的处理方法，相关工作可分为3类．闭曲线简化过程中均主动选择了断裂点的位置．此(1)不涉及断裂点问题．外，也有文献采用被动选择(或随机选取)的做法，文献［9，10］在简化闭曲线网的过程中，根据闭例如，文献［18］的主要工作是平滑栅格数据的矢量曲线间的相邻关系提取公共边(已是开曲线)，对公化结果，其在平滑闭合矢量曲线时认为，可以从任一共边进行简化，然后再组合为新的闭曲线网．在这种节点处将闭合曲线断裂成开曲线．文献［19］在应对情况下，断裂点位置已被客

6、观确定，无需主动选择．闭曲线简化并选择断裂点时，提出了一种近乎遍历(2)涉及断裂点问题但未阐明处理细节．的方法，从而得到产生误差最小的断裂位置．收稿日期:2014-08-22作者简介:高培超(1991-)，男，河南长葛人，硕士研究生．通信作者:刘钊(liuz@mail．tsinghua．edu．cn)，副教授，主要研究方向为地理信息系统与遥感．第2期高培超，等:断裂点位置对GIS中无拓扑闭曲线简化的影响91综上所述，在无拓扑曲线简化过程中，闭曲线的2.2简化质量评价指标情况存在且不容忽略．闭曲线往往需要断裂成开曲使用定量评价的方法计算由简化操作引起的误线处理

7、，但对于断裂点位置选择问题的研究相对较差，具体采用的评价指标为长度变形(Lengthde-少．因此，补充相关研究，了解断裂点位置对简化工formation，LD)、矢量偏差(Vectordisplacement，［22］［23］作的影响，发现可能存在的规律，并提供合理的位置VD)、面积畸变(Shapedistortion，SD)，其具选择方法具有一定的意义．体的计算方法分别是:LD=(L－l)/L，(1)n－m1无拓扑闭曲线的特点VD=∑ei/L，(2)i=1从拓扑学的角度来看，矢量数据结构分为无拓hk1扑矢量数据结构(又称为简单数据结构)和拓扑矢SD=∑(

8、Abs(∑(xiyi+1－xi+1yi)))/L．(