泰森多边形多孔结构髋臼杯初始稳定性研究

目的 分析泰森多边形多孔结构髋臼杯与实体髋臼杯的初始稳定性差异,探究泰森多边形结构多孔层对髋臼杯初始稳定性的影响及其在预防松动脱位方面的作用。方法 通过Grasshopper设计孔隙率分别为60%、70%的泰森多边形多孔结构支架,利用选区激光熔化技术(selective laser melting, SLM)制备实体髋臼杯与孔隙率为60%、70%多孔髋臼杯样件,在相同条件的聚氨酯块模型中进行杠杆试验,分析对比3组样件的最大撬出力矩、偏转角度、界面刚度。结果 在压入力无明显差异的情况下,孔隙率为60%、70%多孔髋臼杯的最大撬出力矩分别比实体髋臼杯高278.82%、320.56%,偏转角度比实体髋臼杯高194.04%、269.23%,界面刚度比实体髋臼杯高18.58%、7.88%。杠杆试验完成后,多孔髋臼杯所用的聚氨酯块半球腔内出现明显磨损。结论 泰森多边形多孔结构髋臼杯的初始稳定性指标均高于实体髋臼杯,说明泰森多边形结构多孔层能提高髋臼杯的初始稳定性。研究结果能够为髋臼假体的设计与选型提供一定参考。

利用泰森多边形法分析本溪市年降水量

区域降水量及其特点对区域水资源状况起到决定作用,是水文预报、防汛抗旱分析工作中关键环节,根据所选取雨量站年降水量数据,基于软件ArcGIS平台,利用泰森多边形法计算各分区降水量,从而得到本溪市区域总降水量,并将计算结果与等雨量法进行比较分析,得出该方法计算方便,效率高,误差小,具有较好的推广价值,可供相关人员参考实践。

基于泰森多边形法的池潭流域面雨量分析

基于泰森多边形法计算福建省西北部池潭流域逐日面雨量,研究面雨量变化及强降水时空分布特征。结果表明,2010—2022年池潭流域面雨量呈下降趋势,年内面雨量集中在3—8月;在日面雨量≥20 mm的强降水中,23.9%持续时间≥2 d,雨季5—6月强降水持续时间长,台风季7—9月单次过程性降水的面雨量极值和平均值更大;流域出现暴雨级日面雨量时,3个子流域同时出现强降水的概率高达97.1%,雨季强降水中心的频次差异最大,高值区在东部子流域和南部子流域;影响流域强降水的主要天气系统是低空急流、切变线、台风等,池潭流域要着重做好防汛防台风工作。

加权泰森多边形在2021年云南漾濞M_(S)6.4地震后应急避险安置点责任区划分的应用

以2021年云南漾濞M_(S)6.4地震为例,综合考虑震后安置点容量和居民点实际情况,利用无人机航拍影像,通过人工矢量化、空间插值、震害识别、创建缓冲区等预处理,获得基于建筑物的漾濞县城震后应急避险安置点容量、建筑物破坏程度、交通便捷度和人口分布4个影响因素精细化数据。以影响因素为权重因子,使用加权泰森多边形法对研究区应急避险安置点进行责任区划分。结果表明:责任区失去住所人数均未超出对应安置点容量,位于老城区责任区的安置点服务压力较大,新城区责任区的安置点服务压力较小。

基于泰森多边形法的森林管护站点布局优化研究——以云南省罗平县为例

森林管护是森林保护修复的重要工作内容,而森林管护站点则是管护力量的有力支撑,当前各地都有大量管护站点建设需求,依据云南省森林管护站点建设规划各县(市区)上报数据,对云南省森林管护站点现状及规划进行了统计分析评价,优化建设规模。以罗平县规划建造30个森林管护站点为例,探索利用GIS平台软件,从点距离、泰森多边形、近邻分析等方面,从地理空间布局上对管护站点现状及规划进行综合分析,用数表及图形方式体现结果,快速挑选标记出距离过近的18个规划管护站点,有针对性地开展需求分析调查工作,优化管护站点建设规模、提升管护站点空间布局的合理性,为林业相关职能部门在森林管护站点建设项目中提供科学决策依据。

5G网络运维中泰森多边形高价值评估体系的应用探讨

在无线网络运维过程中,基站规划、建设、网络优化等均需要依据小区移动通信信号覆盖、容量等业务指标进行分析优化,而传统的人工分析方式,采用整网式开展,工作量较大且浪费资源,难以做到全局统筹。依据泰森多边形原理,通过建立高价值评估体系进行5G网络规划、建设和运维来提高移动通信网的运营效率,分析网络覆盖来评估基站规划的合理性,探讨网络精准建设与精确优化的具体实现,有效指导网络运营和用户发展。

协同矩阵耦合泰森多边形的时空面雨量展布方法——以长江流域为例

面雨量作为区域降雨代表性指标,通常采用多站点展布计算,而多单元周围有效站点的筛选与协同计算是提升展布精度的一大挑战。本文提出一种协同矩阵耦合泰森多边形的时空面雨量展布方法,通过构建站点-控制区域的权重系数矩阵,在空间上实现多站点协同展布,最大程度的利用了相关有效站点信息;以长江流域305个气象站点1980—2019年日降雨观测数据为基础,将站点雨量数据展布到由水资源分区叠加行政分区形成的263个区域上。与传统泰森多边形相比,本方法实现基于多线程的多区域多时段运算,提高了计算效率;同时能够减少气象站点分布不均所带来的误差,特别在流域暴雨天气具有一定的优势。研究表明本方法在多区域多站点面雨量一体化展布时具有较好的适应性。

基于泰森多边形的仿生多孔结构设计方法

本研究采用泰森多边形原理设计了仿生多孔结构,利用参数化方法获得了联通多孔模型,实现了与骨缺损形状匹配的自由几何构造。与此同时,围绕孔隙率、孔径、孔棱直径、比表面积四个参数开展了设计参数与几何参数之间的关联探究,为实际工程应用提供了一定的理论依据。基于该方法生成的不规则多孔模型可通过增材制造、立体成像等技术进行3D打印。

普通克里金法与泰森多边形法在土壤污染模拟中的应用对比

以某苯并[a]芘污染地块为例,采用普通克里金插值法与泰森多边形法分别模拟污染范围,对比两种方法的模拟结果差异影响因素与实际操作应用的优缺点。普通克里金法可直观反映污染物含量梯度变化,泰森多边形法插值结果不确定性较普通克里金法更高;普通克里金法一般需要多项软件配合进行模拟与结果分析,泰森多边形法在操作使用方面有明显优势;泰森多边形法插值结果可直接用于后续分层施工定界,而普通克里金法模插值到的污染范围为平滑曲线,还需进行多项操作以达到定界需求。因此,建议在划定地块污染范围时,对于两种方法模拟结果相近的区域,优先选用泰森多边形法,便于后续修复范围划定与修复施工;对于模拟差别较大的区域,进行加密布点和异常值分析,减少不确定性。

泰森多边形法在小流域面雨量计算中的应用

为探究泰森多边形法在小流域面雨量计算中的适用性,以地处江淮丘陵区适宜进行产汇流机制等水文基础理论研究的典型闭合小流域花山流域为例,结合流域现状站点分布和地形特点,选取流域多年面雨量、典型场次与典型日面雨量三种不同降雨量级实例,分别采用算术平均法、泰森多边形法和等值线法计算面雨量进行对比。年面雨量和场次面雨量计算中泰森多边法对比等值线法计算值相对误差小于1.00%,日面雨量计算值相对误差小于2.00%;算术平均法在典型场次面雨量样本中有40.0%的计算值相对误差大于1.00%,最大相对误差为-2.47%,在典型日面雨量样本中有36.8%的计算值相对误差大于2.00%,最大相对误差为9.38%。结果表明:不同降雨量级使用泰森多边形法计算面雨量比算术平均法更接近于等值线法计算值;算术平均法在降雨量较小时受局部降雨影响计算误差较大,在年面雨量计算时可以和泰森多边形法互换使用。

泰森多边形骑行头盔

设计说明:本作品是一个参数化骑行头盔,通过参数化设计技术将骨小梁结构应用于头盔的改良设计中。作品最大的特点是外保护层运用参数化设计结合仿生算法生成三维受力体系。得益于参数化设计的逻辑性和直观性,可以直接控制设计过程中的各项参数并建立反馈机制以不断优化结构,遵循有机体最低消耗的生物学原则,生成常规薄壳保护层所不具备的立体化结构受力体系,在轻量化和稳定性之间找到最佳平衡点。实物采用软性尼龙材料结合3D打印技术实现,在力学性能显著增强的情况下,整体质量比普通ABS头盔减少约40%。

应用泰森多边形的矢量地理数据零水印算法

传统嵌入式水印算法会对原始数据的精度造成影响,为满足高精度矢量地理数据版权保护需求,本文提出了一种应用泰森多边形的矢量地理数据零水印算法。首先,对矢量地理数据进行归一化预处理,采用Douglas-Peucker算法提取矢量地理数据的特征点,并构建特征点的泰森多边形;然后,根据每个泰森多边形与相邻多边形周长的大小关系,确定其特征位为1或0,运用泰森多边形周长与原始水印之间的哈希映射值,确定该特征位在序列中的位置,特征序列中每一位可能会有多个不同的特征位对应,利用投票原则确定该位置的最终值;最后,将特征序列与置乱后的水印图像序列进行异或运算,生成零水印。研究表明,该算法能够抵抗平移、缩放、旋转、裁剪和简化等常见攻击手段,具有较强的鲁棒性。这可为高精度矢量地理数据版权保护提供技术参考。

仿生学视角下3D打印泰森多边形柔性结构设计

为研究3D打印(Three-Dimensional Printing,三维印刷)面料的柔性结构以及促进其服用化发展,本文从仿生学的视角出发,重点研究和分析了自然界中的泰森多边形(Voronoi diagram,是一组由连接两邻点线段的垂直平分线组成的连续多边形)的构成要素,再通过Rhion(犀牛)3D建模软件构建仿生面料模型,并利用熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,简称“FDM”)技术打印三维面料实体,得到面性泰森多边形及线性泰森多边形面料。柔性实验测试表明:第一,面性泰森多边形面料的柔性效果优于线性泰森多边形面料。第二,面性泰森多边形面料的柔性效果可通过离散点的疏密进行调控。第三,可根据服装所需柔性的差异,确定面料所需的具体的泰森多边形结构。由此可知,基于仿生学视角下的泰森多边形服装面料设计具有一定的柔性性能,为3D打印面料的柔性化发展提供了多样化方案。

基于泰森多边形的配电网GIS图美化算法

基于对地理信息系统(geographic information system,GIS)图形美观技术的需求,将基于泰森多边形的缓冲区骨架线提取技术应用于配电网GIS图中,提出基于泰森多边形的配电网GIS图美化算法。首先通过缓冲处理把若干条距离相近的馈线合并为一个整体,得到包络缓冲区;再利用泰森多边形,得到该缓冲区的中心线和每段“廊道”所包含的具体馈线段;然后等间隔排列此段廊道内的所有馈线段;再采用“前推后代”法得到整条馈线上、下级线段之间的连接关系;最后将相关配电设备和开关设备接入其所属馈线段,即完成整条馈线的美化。该算法解决了配电网GIS单线图美化的技术难题,使其经程序自动化处理后即可用于配电网地理接线图的规划编制工作。

基于PRISM和泰森多边形的地形要素日降水量空间插值研究

以黑河流域河西走廊中段地区为例,利用该研究区年、月降水与地形间较强的相关性特点,在PRISM方法的基础上对该地区日降水量进行了空间插值计算。文章提出了以月降水量的PRISM空间插值结果为该月逐日降水空间分布的参考本底,利用泰森多边形方法确定空间日降水的概率,从而实现黑河流域河西走廊中段地区日降水的空间制图方法,并对该方法得到的日降水时空数据集进行了误差分析和评估。分析结果表明,这一方法简单可靠,满足分布式水文模型或相关陆表过程分布式模拟对分布式日降水数据时空精度的要求。

点状地名信息的加权泰森多边形检索法

鉴于地名库中多数地名仅以中心点坐标形式记录其空间位置信息,缺乏其空间范围的具体描述,造成地名检索中的片面性和局限性,本文在深入分析地名及其空间属性、空间关系的基础上,考虑同类型地名的不同性质在检索中的重要作用,利用泰森多边形在地名边界近似中的优势,提出了针对点状地名信息的加权泰森多边形检索法,依据同类型地名的面积属性作为权重指标构建泰森多边形,以近似表达地名的空间范围,进而描述地名间的各类空间关系;并从拓扑关系、方位关系与距离关系3个方面给出了具体公式以计算地名间的空间相似性;最后以行政区划边界近似与检索为例验证该方法。试验结果表明,该方法可较好地近似表达地名空间范围及空间关系,增强了检索词与地理信息资源在空间位置上的相似性度量,检索结果优于传统方法。

基于泰森多边形法的空间品位插值

为使泰森多边形法能够用于三维地质体的空间属性插值,生成规则网格结构化体数据,利用取样数据的空间分布特性,提出了用于空间插值的方案,通过分析泰森多边形的性质,无需真正构造泰森多边形,建立了具有距离相关性的品位插值关系,从而解决了泰森多边形法的空间品位插值问题。实例验证表明,该插值方案是可行的,插值结果是理想的。

基于Delauany三角网的泰森多边形生成算法研究

泰森多边形应用非常广泛,对它的生成算法研究具有重要的意义。提出了一种优化的基于Delaunay三角网的泰森多边形生成算法,为算法设计了数据结构,并进行了编程实现。结果表明,算法执行效率高,且克服了由点集直接生成泰森多边形算法中“邻近点”确定的偶然性。

泰森多边形在居民点空间分布特征分析中的应用研究——以海南省临高县为例

从图斑的微观角度,以GIS为平台,通过计算临高县居民点分布的泰森多边形面积的变异系数(CV值),结合人口密度图及地形模型,分析了临高县居民点的空间分布特征.结果表明,临高县有11个乡镇均为集群分布.同时计算了CV值与最近邻点指数的相关系数,表明两者呈显著负相关关系.该方法能够有效地表达点状目标的空间分布特征.研究结果可以为土地的合理利用提供决策依据.

泰森多边形在地质数据去丛聚中的应用

钻井总是被优先设计在有利储层的部位,导致获取的地质数据分布不均匀。为了使地质数据的统计结果更客观地反映实际情况,需要对地质数据进行去丛聚处理,其核心思想就是给密集的数据赋较小的权值,给稀疏的数据赋较大的权值。笔者用泰森多边形法求取钻井的控制范围,以此确定该井数据统计时的权值大小,为多边形去丛聚法中多边形的确定提供了新思路。应用本方法对石南油田某井区的孔隙度分布进行了分析,验证了该方法的可行性。