论文部分内容阅读
等值线分析是科学计算可视化的一个基础而重要的研究内容。它在地球科学、材料科学、建筑科学、测量学及气象学等许多学科中都有广泛的应用。在国家遥感应用工程技术研究中心独立开发的具有自主版权的网络地理信息系统开发平台GeoBeans中,等值线分析是其4.0,4.5版本中空间分析模块的一项功能。我做为GeoBeans开发小组中的一员,负责实现这一功能。 本文主要从算法的角度讨论了等值线的追踪与生成,以及等值线的填充,等值线的标注等内容。最后描述了本人开发的等值线分析系统在欧盟主持的Anfas项目(水灾分析和决策支持的数据融合)中的应用。 文中第二章和第三章从规则格网数据和任意离散点数据两个方面讨论了等值线的追踪与生成。对于这两种数据,本系统均采用网格序列法来生成等值线。在程序中,首次设计了边信息结构,采用边信息链表的方式来存储等值点,大大方便了等值线的追踪与生成。另外,在这两部分中除了对边信息链表的形成过程以及基于边信息链表的等值线生成做了详细讨论外,还对规则格网数据的等值线追踪中,一个网格单元上含四个等值点的特殊情形给出了一个比较有效的算法,并在任意离散点数据部分对平面点集的三角剖分进行了着重讨论。 在等值线的填充的问题上,本文在深入地研究了等值线的性质后,首次提出了关于等值线图的三个原理:相邻等值线属性值原理、等值区属性值原理、等值线包含原理。在此基础上创新性地提出了基于边界追踪的双属性拓扑填充算法。该算法基于矢量,不但避免了常用的基于栅格的填充算法的一些缺点,而且较好的解决了现有的基于矢量的等值线填充算法中不能准确的进行拓扑分区和不能精确地填充颜色的问题。该填充算法可适用于任意数据,任意边界的等值线填充。 在等值线标注部分,采用简单实用的向量判断法,确定标注的位置。此算法也是本文首次提出。 本文中所有的算法均经过了上百次的调试验证,证明准确无误。本人使用这些算法独立开发的等值线分析系统已随Geobeans软件的发布而发布,并且在一些实用项目中得到应用。