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。

简单要素模型下多边形叠置分析算法

现有的矢量空间叠置分析多采用拓扑模型,要求建立完整的数据拓扑关系。该文采用简单要素模型,以多边形叠置交运算为例,介绍简单要素模型下空间叠置分析的具体实现,着重讨论多边形交运算的交替搜索算法,在线段求交中对连续出入点、重交点等特殊数据进行处理。在实际应用中,该算法可较好解决大规模复杂数据层的叠置交运算,比同规模的拓扑叠置运算效率高。

基于简单要素模型的多边形分割算法

多边形是GIS研究和应用中使用最频繁的几何对象,该文描述了基于简单要素模型的任意多边形分割算法。从计算几何出发,结合GIS空间数据的特点,将基于简单要素模型的多边形分割算法设计为:1)对多边形及分割线的边界排序,基于扫描线及外包矩形检测查找可能相交的线段,提高相交线段的搜索效率;2)计算交点生成结点信息(包括交点坐标、线号及交点的出入),并存储在独立的单向链表中;3)根据结点链表和原多边形坐标搜索结果多边形。该算法能够分割任意简单多边形(凹凸、曲线边界和带洞的多边形)以及有共享边的多边形。最后在MapGIS7.0平台上,实现了基于简单要素类的多边形分割功能。

简单要素模型多边形拓扑检查并行算法

将并行计算应用到大数据量简单要素模型多边形拓扑检查中,设计实现了简单要素模型多边形拓扑检查并行算法。算法针对拓扑检查的计算特点,改进了主从式并行策略,在主进程中进一步划分线程以实现任务并行,从而隐藏拓扑错误提取和结果写入时间。采用MPI和PThread实现进程与线程的结合。利用苏南五市土地现状调查地类图斑数据对算法进行测试。经测试,该算法能够对大数据量简单要素模型多边形进行准确、快速的拓扑检查。算法提出的进程与线程结合的任务并行策略相对于传统主从式策略加速比提高约20%。

多核环境下Hilbert曲线划分简单要素多边形合并算法

为了解决大规模复杂多边形数据合并运算效率问题,减少在空间数据库中检索多边形时的磁盘读取次数,针对多核环境下简单要素类多边形合并的特点,利用Hilbert曲线划分方法对简单要素的多边形进行空间数据划分,利用多核处理器并发执行,充分利用了多核计算环境中CPU的计算能力,保证了合理的任务分配与充分利用。介绍了该算法中用到的简单要素类多边形合并算子,利用对重合边的判断来进行多边形的合并;最后对提出的算法进行了实验分析。实验证明,本算法在进行大数据的多边形集合合并时效率较高,基于本算法开发的功能用于实际问题中可较好地解决大规模复杂多边形数据层合并运算的效率问题。