知识的综合发现:理论、概念及应用

提出了知识的综合发现思想，重点以空间对象关联中的相邻关系与空间特征属性为知识综合发现的研究对象，对相关问题进行了讨论，并提出了一个高效的知识综合发现算法。实例结果表明，本算法是高效的，发现的知识是有效、可理解的。     

一维边缘检测算子的递归算法

本文对边缘检测理论和算法作了理论和实验方面的深入研究，选用Ｄｅｒｉｃｈｅ依据Ｃａｎｎｙ设计思想导出的边缘检测算子，证明了递归算法代数卷积算法实现边缘检测的基本原理，导出了几种算子逆归算法的实用公式，实验证明递归算法比卷积算法实现边缘提取在速度方面有着明显的提高，为一维影匹配中数字影像特征提取提供了快速而实用的边缘检测方法。     

确定射线空间相邻关系的两个非角度算法的时间复杂度分析

以建立节点上弧段之间的拓扑关系为例，对比分析了两个非角度算法在确定射线的空间相邻关系时的时间复杂度，探讨了进一步将应用范围拓展到确定点集的空间关系时两种算法的有效性。研究表明，在这一类空间分析中基子Qi(xi,yi)函数的Qi算法是一个时间复杂度低、可靠性高的算法。     

利用特征组合检测算法的无人机遥感影像匹配研究

影像匹配是无人机遥感影像拼接和三维建模的基础和关键步骤。结合不同算法的优势，本文提出一种基于特征组合与RANSAC算法的无人机遥感影像匹配方法。该匹配方法首先采用AKAZE算法检测影像的特征点，然后利用SIFT描述符描述特征向量并获取特征点的主方向，最后基于单映射变换矩阵的RANSAC算法进行精准匹配。本文对基于特征组合与RANSAC算法的匹配效果进行了试验对比分析，试验结果表明：与常用匹配方法的匹配效果相比，本文的匹配方法继承了AKAZE算法的快速匹配能力，匹配总耗时介于AKAZE算法和SIFT算法之间，约为BRISK算法匹配耗时的20%；同时，该匹配方法继承了SIFT算法的多匹配点对性能，从整体匹配效果来看，本文的匹配方法优于AKAZE、SIFT、BRISK算法。     

矢量电子地图的线目标在线简化

为了适应实时ＧＩＳ的变比例尺显示与网络ＧＩＳ的快速矢量数据传输，提出了数字地图的在线综合概念，讨论了对线目标的在线简化算法。提出的两个在线简化算法都是对ＤＰ简化算法进行改造，使算法对时间的复杂度从θ（ｎ）～θ（ｎ２）的乘法运算改进为θ（１）～θ（ｎ）的赋值运算，并讨论了减少算法所涉及的空间复杂度的可能性     

利用A-AKAZE算法进行喀斯特地区无人机影像匹配

喀斯特地区地形复杂，无人机影像匹配难度大、耗时多。针对如何提高该区域无人机影像的匹配效率，本文提出了一种基于AKAZE的改进算法。该算法首先利用完全仿射不变框架对原始影像进行视角模拟；然后利用AKAZE算法对模拟影像进行特征点提取和描述，并获得原始影像的特征点和描述符；最后利用基于单应性矩阵的RANSAC算法对原始影像进行精匹配，进而剔除粗匹配过程中错误匹配点对。本文对该改进算法开展了试验研究，并与ASIFT和AKAZE等常用算法进行了试验对比分析。试验结果表明，对喀斯特地区无人机影像匹配而言，与ASIFT算法相比，在保持相当匹配正确率的情况下，基于A-AKAZE算法的匹配总耗时是ASIFT算法耗时的50%左右，可以较大幅度地减少匹配总耗时；与AKAZE算法相比，基于A-AKAZE算法的影像总匹配对数及正确匹配对数至少是ASIFT算法的影像总匹配对数及正确匹配对数的7倍。综合考虑匹配耗时和正确匹配对数，本文算法优于AKAZE和ASIFT等常用算法，更适合于喀斯特地区的无人机影像匹配。     

星载ScanSAR成像研究

分析扫描模式合成孔径雷达不同于传统合成孔径雷达回波的时，频域特点。通过对不同成像方法及加拿大RadarSAT扫描模式雷达实际回波数据的理解，根据扫描模式雷达回波的特点，实现了全孔径RD算法，快速SPECAN算法和Chirp Scaling算法几种适合于扫描模式雷达波成像的算法，并在算法实现过程中结合实际数据讨论了抑制点目标回波旁瓣，实现快速距离走动校正，减弱Scalloping效应，抑制方位向重影，准确估计多普勒中心频率等问题，针对这些问题提出了一些新方法并通过模拟或实际数据成像进行了验证。     

图论算法的无人机影像匹配特征点粗差剔除

无人机影像匹配过程中，粗差是不可避免的，因此，获取稳健性较高的特征点进行无人机影像匹配至关重要。传统的方法是采用经典的RANSAC算法进行粗差剔除，该算法受抽样次数、误差阈值的影响，还会残存部分误匹配的特征点。利用图论原理，对SIFT算法提取的特征点进行预处理，通过构建特征点的能量函数剔除能量较低的特征点，可以提高匹配特征点的稳健性，减少特征点的粗差。本文提出了一种新的方法，将图论算法与经典的RANSAC算法相结合进行粗差剔除。该方法命名为GSIFT-RANSAC算法，利用该算法可以提高特征点的稳健性，获取高精度的单应矩阵。采用两组无人机影像进行验证，本文提出的算法与单独利用图论剔除特征点的算法相比，粗差剔除率分别提高了5.31%和14.29%，说明该方法效果较好。     

一种高光谱遥感图像快速谱聚类算法

为获得分类效果更优良的遥感图像分类方式并解决高光谱遥感图像分类运算速度缓慢的问题，集成Lanczos算法与谱聚类算法，探讨了高光谱遥感图像谱聚类算法应用于遥感图像分类的可行性，提出了一种面向高光谱遥感图像的快速谱聚类算法；通过对比美国圣地亚哥机场高光谱遥感图像K-均值算法与谱聚类算法的分类结果，发现面向高光谱遥感图像的谱聚类算法易于识别线性地物，且分类的速度能得到较大提升。     

一种大地坐标变换的快速算法

大地纬度的解算是从地心直角坐标到大地坐标变换的关键，传统上多采用迭代法，效率较低，难以满足实时性较高的应用。给出一种非迭代的，采用有理多项式逼近的方法来计算大地纬度，并且通过与Heikkinen、改进Bowring、Ozone3种算法的比较证明这是一种速度极快的算法，而且在50km以下的范围内，采用这种算法的平均误差不超过1mm。     

克服双重约束的面目标位置聚类方法

面目标的聚集模式识别是空间聚类研究的重要方向之一,但因多边形几何信息和空间障碍阻隔的双重约束,目标的位置相似性难以快速而准确地计算。扩展点目标多尺度聚类方法,通过构建面目标的强度函数计算目标与邻近目标的位置聚集程度,提出了有效作用于双重约束下的面目标位置聚类法,并以判断相邻尺度下同一面目标类的强度函数阈值相等作为算法的收敛条件。经试验分析与比较发现,算法无须自定义参数,能够识别密度不均、任意形状分布,以及"桥"链接的面目标集群,同时能够准确判断障碍约束对面目标簇的阻隔和划分。     

基于Oracle Spatial的空间线/面拓扑关系判断的实现

利用Oracle Spatial提供的简单的空间关系查询操作算子,对九交模型所描述的任意两个2维空间不自相交的线目标与面目标(不含空洞)的拓扑关系判断设计了算法,最终进行了试验验证,实现了线目标与面目标间的19种空间拓扑关系的判断。     

基于Oracle Spatial的空间线／面拓扑关系判断的实现

利用OracleSpatial提供的简单的空间关系查询操作算子,对九交模型所描述的任意两个2维空间不自相交的线目标与面目标（不合空洞）的拓扑关系判断设计了算法,最终进行了试验验证,实现了线目标与面目标间的19种空间拓扑关系的判断。     

自动搜索最小多边形算法的研究

多边形的自动搜索是ＧＩＳ空间分析的基本算法之一，同时也在地籍拆宗、导线网闭合环的闭合差计算等领域有着重要的作用。本文依据一般的图形数据结构，提出了一种结点标记的搜索算法，利用该算法可自动搜索出所有独立的最小多边形。     

Dealing with spatial relations for spatial objects with randomness in GIS

To design retrieval algorithm of spatial relations for spatial objects with randomness in GIS, this paper builds up the membership functions based on set theory idea, used for determination of topological spatial relations between random objects, such as between point and point, point and line or polygon, which provides theoretical basis for retrieving spatial relations between certain and random objects. Finally, this paper interprets detailed methods and steps of realizing them by means of some simple examples under the GIS's environment.     

DEALING WITH SPATIAL RELATIONS FOR SPATIAL OBJECTS WITH RANDOMNESS IN GIS

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｐａｔｉａｌｒｅｌａｔｉｏｎｓｑｕｅｒｙｉｓｏｎｅｏｆｂａｓｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎＧＩＳ’ｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ .ＭｏｓｔｏｆｃｕｒｒｅｎｔｃｏｍｍｅｒｃｉａｌＧＩＳｓｃａｎｏｎｌｙｑｕｅｒｙｓｐａｔｉａｌｒｅｌａｔｉｏｎｓｆｏｒｓｐａｔｉａｌｏｂ ｊｅｃｔｓｗｉｔｈｏｕｔａｎｙｅｒｒｏｒｏｒｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ,ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ ,ｔｏｕｓｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ ｇｅｏｍｅｔｒｙａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｄｅｔｅｒ ｍｉｎｅｗｈｅｔｈｅｒａｐｏｉｎｔｆａｌｌｓ…     

一种地类图斑符号配置算法

地图符号配置是地图可视化的重要组成部分,传统的土地利用现状图制图中,地类图斑的符号化通过填充法或填绘法实现,但是这些方法不能解决符号的空间冲突问题。本文从地图认识的角度出发,归纳地类图斑的符号化规则,提出了一种地类符号配置算法,并利用C#语言、Arc Engine开发接口实现了该算法。实验结果表明,算法较好解决了地类符号与其他地物要素压盖问题。     

基于约束Delaunay三角网的线、面群目标分布边界计算

群组目标的分布边界在空间方向关系判断、相似度计算以及地图自动综合等领域有着重要的应用,但目前的分布边界计算主要是针对空间点群目标,鲜有涉及空间线、面群目标。在约束Delaunay三角网的基础上,利用动态阈值"剥皮"法实现线、面群目标的分布边界计算。方法得到的分布边界多边形符合人们的空间认知习惯,能够较好地描述线、面群目标的空间形态和分布范围。     

Implementation of novel polygon-based obfuscation methods to improve privacy of agricultural data

Geoprivacy protection is a significant concern when sharing data. To support sustainable land management by leveraging existing agricultural data, research is needed to identify how the polygon nature of static field parcels can be obfuscated to allow data sharing among individuals and organizations. In this study, five adaptive polygon-based obfuscation methods including PN*Rand, PDonut-k, PDensity-k, PAHilb, and PDonut_AHilb methods were developed and applied on the Irish Nutrient Management Planning Online (NMP Online) agricultural dataset. The polygon-based obfuscation methods introduced in this study were designed with the consideration of properties of spatial polygon objects including the spatial coordinates, shape and size of the polygon, topology, and spatial relationship between adjacent polygons that can be used to identify real-world objects. These methods were developed to guarantee that there is no false-identification and non-unique obfuscation which is important for static polygon objects in terms of accuracy and privacy protection. Qualitative approaches were developed to identify the optimal values of inner and outer radii of donut shape based on k-anonymity satisfaction and subsequently obtain the optimal value of k-anonymity. Several evaluation methods were implemented to compare the methods performance. Density-based methods particularly PDonut-AHilb provide the best trade-off between field parcel confidentiality and spatial pattern preservation and should be considered for researchers and practitioners obfuscating polygon data.     

基于单调链和STR树的简单要素模型多边形叠置分析算法

针对简单要素类叠置分析的特点,利用STR(sort-tile-recursive)树索引改进算法能够将尽量多的多边形节点存储在STR树的叶节点中,减少在空间数据库中检索多边形时的磁盘读取次数。算法对多边形边界进行关于坐标轴的单调链分割,并在多边形求交过程中引入平面图的概念,利用平面图元素与各个多边形的拓扑关系来组织叠加后的多边形。该算法能有效减少求交点的时间,在线段求交中加入对连续出入点特殊数据的处理。同时该算法使用单调链减少多边形求交过程的比较次数,与其他使用双链表或单链表的算法相比具有占用空间少及处理速度快的特点。