ArcGIS兩種線簡(jiǎn)化算法和建筑物綜合(面的簡(jiǎn)化和建筑物聚合)的參數(shù)計(jì)算方法

文章目錄

• ArcGIS兩種線簡(jiǎn)化算法和建筑物綜合(面的簡(jiǎn)化和建筑物聚合)的參數(shù)計(jì)算方法
• • 1.問(wèn)題描述
  • 2.參數(shù)計(jì)算
  • • 2.1 地圖編制比例尺要求
    • 2.2 線簡(jiǎn)化過(guò)程
    • 2.2.1 POINT_REMOVE（點(diǎn)刪除）算法
    • 2.2.2 BEND_SIMPLIFY（折彎簡(jiǎn)化）算法
  • 2.3 建筑物綜合過(guò)程
  • • 2.3.1 建筑物的簡(jiǎn)化
    • 2.3.2 建筑物群的聚合
  • 參考文章

1.問(wèn)題描述

　　實(shí)驗(yàn)使用的ArcGIS綜合工具中的算法參數(shù)在實(shí)際的地圖編制過(guò)程中應(yīng)該如何計(jì)算。重點(diǎn)是依據(jù)目標(biāo)比例尺的編圖規(guī)范，例如，彎曲高度、線的長(zhǎng)度和最小單元面積等的最小值，把這些值轉(zhuǎn)換為源比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)量單位。

2.參數(shù)計(jì)算

2.1 地圖編制比例尺要求

　　從1：25000到1：100000，要求規(guī)范參考《國(guó)家基本比例尺地圖編繪規(guī)范第1部分: 1：25000 1:50000 1:100000地形圖編繪規(guī)范》。

2.2 線簡(jiǎn)化過(guò)程

　　規(guī)范要求如下圖1所示：

圖1 （岸）線的簡(jiǎn)化規(guī)范

2.2.1 POINT_REMOVE（點(diǎn)刪除）算法

　　該算法從使用趨勢(shì)線連接線要素的各端點(diǎn)開始，首先測(cè)量每個(gè)折點(diǎn)到趨勢(shì)線的垂直距離。與趨勢(shì)線的距離小于容差的折點(diǎn)將被刪除。線要素最先在距離趨勢(shì)線最遠(yuǎn)的折點(diǎn)處斷開，從而構(gòu)成兩條新趨勢(shì)線。然后再測(cè)量剩余折點(diǎn)到這兩條線的垂直距離，整個(gè)過(guò)程將持續(xù)到與趨勢(shì)線的距離小于容差的所有折點(diǎn)全部被刪除為止。算法中的簡(jiǎn)化容差值用于確定簡(jiǎn)化程度，將容差設(shè)置為等于或大于圖形元素之間允許的最小間距。而編繪規(guī)范中規(guī)定的最小彎曲高度為$h_{m}mm$，由此得出該算法參數(shù)$\sigma$（設(shè)置初始單位為m）的計(jì)算公式：

$$\sigma =S_2\times h_m÷1000$$

　　其中$S_2$是目標(biāo)比例尺分母（如25000，100000等）。

2.2.2 BEND_SIMPLIFY（折彎簡(jiǎn)化）算法

　　折彎簡(jiǎn)化通過(guò)形狀識(shí)別技術(shù)找出折彎并分析其特征，然后消除無(wú)關(guān)緊要的折彎。可將線狀要素視為由一系列折彎組成 (Wang, 1996)，其中的每個(gè)折彎在其連續(xù)折點(diǎn)處的拐角符號(hào)（正或負(fù)）均相同。可將每個(gè)折彎的若干個(gè)幾何屬性與直徑等于指定簡(jiǎn)化容差$\sigma$的參考半圓的對(duì)應(yīng)屬性進(jìn)行比較。每一個(gè)折彎都有一個(gè)彎折系數(shù)cmp，該數(shù)值由最小折彎面積Area除于與該彎折形成的多邊形周長(zhǎng)相同的圓面積$S_c$，半圓的彎折系數(shù)為0.75 $m{m}^2$，可得對(duì)應(yīng)的參數(shù)估計(jì)公式如下：

$$Area=1/2\times (S_2\times w_m/1000)\times (S_2\times h_m/1000)$$
$$cmp=Area/Sc$$
$$Area\times ((0.75)/cmp)=\pi /2\times (\sigma /2{)}^2$$

　　其中$S_2$是目標(biāo)比例尺分母（如25000，100000等），$w_{m}mm$為最小彎折寬度，最小彎曲高度為$h_{m}mm$。因此只需找出彎曲高度為對(duì)應(yīng)比例尺下的h_min 的折彎，測(cè)量其在圖上的彎折寬度$w_m$即可算出最小折彎面積，也即可確定對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)化容差$\sigma$，單位為米。

2.3 建筑物綜合過(guò)程

　　規(guī)范要求如下圖2和圖3所示：

圖2 建筑物在對(duì)應(yīng)比例尺在的單元面積指標(biāo)  圖3 建筑物綜合規(guī)范

2.3.1 建筑物的簡(jiǎn)化

　　建筑物邊界或覆蓋區(qū)的簡(jiǎn)化是一種制圖綜合類型的操作 (Esri,1996)。簡(jiǎn)化建筑物意味著減少建筑邊界中的細(xì)節(jié)，同時(shí)保留建筑物的基本形狀和大小。建筑物通常是正交區(qū)域；因此，簡(jiǎn)化過(guò)程會(huì)保留和增強(qiáng)正交性。下圖4顯示根據(jù)容差進(jìn)行簡(jiǎn)化的位置。該算法中必須指定一個(gè)簡(jiǎn)化容差和最小面積，且值必須大于零。

圖4 簡(jiǎn)化建筑物的簡(jiǎn)化位置

　　因此簡(jiǎn)化容差$\sigma$和最小面積公式 $S_m$（單位分別設(shè)置為米和平方米）如下所示：

$$\sigma =w_m/1000\times S_2$$
$$S_{m}in=Are{a}_m/10^6\times S_2^2$$
　　其中$w_m$為規(guī)范中建筑物最小寬度($0.5mm$)，$Are{a}_m$為規(guī)范中m規(guī)定的最小面積，S_2為目標(biāo)比例尺分母。

2.3.2 建筑物群的聚合

　　“聚合面”工具將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格，然后使用多種柵格功能來(lái)查找位于彼此的指定距離之內(nèi)的要素并將其連接。最后，將結(jié)果重新轉(zhuǎn)換為具有正確的新邊界構(gòu)造的矢量數(shù)據(jù)。該算法中必須指定一個(gè)聚合距離和最小面積，且值必須大于零。
聚合距離$distance$的計(jì)算方式如下所示：

$$distance=d_m/1000\times S_2$$

　　其中$d_m$為規(guī)范中的合并距離（1：100000為0.3mm）。而這里的最小面積和建筑物簡(jiǎn)化算法計(jì)算方式一致，即：

$$S_m=Are{a}_m/10^6\times S_2^2$$

參考文章

Zeshen Wang,Jean-Claude Müller.Line Generalization Based on Analysis of Shape Characteristics[J].Cartography and Geographic Information Systems,1985,25(1):3-15.

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ArcGIS两种线简化算法和建筑物综合(面的简化和建筑物聚合)的参数计算方法的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。