能表达带洞区域拓扑关系的扩展9-交集模型

为了表达带洞区域拓扑关系,通过扩展9-交集模型,将9-交集矩阵的元素扩展为二进制编码,提出了一种新的拓扑关系表达方法——D9-交集模型;讨论了D9-交集模型的性质,并比较了该模型与9-交集模型的表达能力。结果表明,D9-交集模型既能表达简单区域拓扑关系,也能表达带洞区域拓扑关系,还能区分9-交集模型不能区分的拓扑关系,表达能力强于9-交集模型,表达结果更符合人们的认知。

基于图划分的大电网拓扑分析

为支撑大电网在线实时监控和分析,提出了一种基于图划分的大电网拓扑分析方法。该方法首先根据智能电网调度控制系统电网建模特点,给出了基于图论的电网层次结构、拓扑结构、厂站母线分析和系统网络分析模型。然后基于图划分建立了并行网络拓扑和局部拓扑修正的数学模型,并根据该模型设计了大电网并行网络拓扑的实现方法。最后基于共享内存编程模型在智能电网调度控制系统中研发了快速网络拓扑分析服务功能。所提出的模型和方法实现了大电网并行网络拓扑分析的无锁计算,避免了多线程数据竞争导致的阻塞耗时问题。对实际系统进行仿真测试,结果表明了该方法的准确性、实时性和有效性。

一种实现拓扑关系高效并行计算的矢量数据划分方法

分析了拓扑关系并行算法的特点,为实现拓扑关系并行计算进程间的任务均衡与负载均衡,提出了一种矢量目标集的数据均衡划分方法,基于该划分方法设计了拓扑关系并行算法并测试了算法性能。测试表明:利用该方法可实现进程间计算负载的高度均衡与数据负载的基本均衡,加速比随进程数基本呈线性增长,算法并行效率基本不随进程数增加而衰减,基本稳定在80%。该方法为面向单机多核、众核和高性能集群环境下的海量数据拓扑关系分析软件的开发与服务提供一种高效的矢量数据划分方法。

利用简化9交模型进行三维拓扑分析

针对点、线、面和体等简单空间对象提出新的否定规则,对9交模型进行了简化·利用简化后的9交模型仅需分析4组相交关系即可得出实际拓扑关系·在此基础上构建了拓扑关系推导表,可进一步分析复合空间对象之间的拓扑关系,并以线与体之间拓扑关系为例讨论了算法实现·与已有的算法相比,该算法能分析更为复杂的空间对象之间的拓扑关系·

地籍数据库点线拓扑一致性并行检查方法

针对拓扑检查算法复杂、计算量大,串行计算已远不能满足海量地籍数据高效拓扑检查需求的问题,在分析了点线拓扑关系的并行特点基础上,将界址点的数据划分方法与界址线的Q&R空间索引方法相结合,实现了界址点与界址线的并行拓扑计算。用某地区实际的界址点集与界址线集对点线拓扑并行检查进行实验。测试结果表明:并行检查算法的并行效率随着进程数的增加而有所衰减,但稳定在30%以上,加速比达到5以上,且相比于Arc GIS效率提升了30倍以上。并行检查方法以工具的方式集成应用于高性能地理计算平台中,应用效果良好。

多边形间空间关系查询的异构多核架构并行算法

目前在空间关系查询中常用的Plane Sweep算法是一种串行算法,在处理海量空间数据时效率较低,而已有的并行计算方法对于普通的计算机并不适用。本文针对这个问题,提出了一种多边形间空间关系查询的异构多核架构并行算法,该算法先利用STR树索引过滤掉不相交的多边形,然后将过滤后的多边形数据集合分解为点集合和边集合,并对其构建四叉树索引;在保证数据浮点运算精度符合要求的情况下,利用GPU强大的批量运算能力快速处理边与边的相交情况并据此逐步计算得到环间的拓扑关系,再根据环间拓扑关系计算得到多边形间的维度扩展九交模型(DE-9IM)参数值;根据DE-9IM参数值与空间关系查询条件相比对,输出查询结果。最后通过试验验证了算法的准确性与高效性。

基于STL文件的导管加工工艺信息的自动提取

导管加工工艺信息的自动生成对于实现导管加工的CAD/CAPP/CAM系统集成至关重要。文章针对弯管类零件的加工工艺特点,给出了导管加工工艺信息的自动生成算法。它直接利用CAD系统设计产生的导管数字化STL模型,自动判断三角面片的类型,生成面片间的拓扑关系,提取导管的几何参数信息,根据相应的工艺知识生成加工工艺信息。

基于线段的基本线/线拓扑关系计算

空间拓扑关系是空间数据建模、空间查询、分析、推理、制图综合、数据质量控制、数据更新等的基础。目前空间拓扑关系研究的主要成果仍然集中在拓扑关系的描述方面,在计算方面的阐述都非常薄弱,不足以指导系统开发人员编程实现。本文研究了IR2中两个简单线目标间拓扑关系的计算方法,重点分析了线/线拓扑关系计算的特点,提出了一种基于线段的线/线拓扑关系计算方法,并用VC++采用底层开发模式实现了基本线/线拓扑关系的计算。

用于三角网格上的拓扑保持主动轮廓模型

提出了一种能够保持拓扑结构的主动轮廓模型,并将其用于优化三角网格上的分段线性曲线。该模型直接在三角网格上移动,不需要参数化,调整过程易于保持三角网格的数据结构并减小计算量,建立的主动轮廓模型数据结构能严格保持曲线间的拓扑关系,建立的曲线能量满足曲线光顺性及模型特征对曲线调整的要求,并根据曲线的能量反复对其进行调整,使位于模型凹凸特征区域的曲线能够更加符合模型的凹凸特征,而位于非凹凸特征区域的曲线能更加光顺。

基于几何代数的时空宗地meet计算研究

根据几何代数在地理空间对象建模和多维数据分析应用的特点,研究了共形几何代数交/并(meet/join)算子的含义、构建和应用.利用几何代数多维统一、高维计算适应的优势,设计了基于几何代数meet算子和有向半空间划分理论的时空宗地meet算法.从三维地籍和时空数据建模出发,在共形几何代数和时空代数范畴中,给出了三维、四维时空宗地的定义和表达.同时,以宗地数据的拓扑计算为例,将该算法运用于三维时空宗地拓扑计算场景——历史回溯中,取得了良好的效果.该算法的理念同样适用于四维时空宗地的历史回溯meet求解.

一种异构多核架构快速查询多边形图层间空间关系的方法

目前,空间关系查询中常用的Plane Sweep算法是一种串行方法,而关于多核CPU的并行查询算法,在面对海量数据查询时,由于CPU核心数及线程数量的限制,其难以满足查询效率需求。针对该问题,本文提出了一种全新的异构多核架构多边形图层间空间关系查询的并行算法。首先,利用STR树索引过滤不相交的多边形;然后,对过滤后多边形的线段构建四叉树索引,利用CPU+GPU架构并行计算线段的相交以判断多边形环间的拓扑关系;再根据环间的拓扑关系计算多边形间的维度扩展九交模型(DE-9IM)参数值,据此确定多边形间的空间关系;最后,通过实验验证了该算法的准确性和高效性。实验表明,本算法能有效缩短大数据量的空间查询时间。在实验中逐渐增加目标数据集和源数据集多边形的数量,当两数据集都为50 000个多边形时,以包含关系为例,相比于Arc GIS,本文提出的算法可达到2倍的加速比。