可視域算法的改進及其精度分析
發(fā)布時間:2017-05-17 12:24
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【摘要】:地理空間分析是地理信息系統(tǒng)的核心內容,包括疊合分析、通視分析、空間緩沖區(qū)分析、空間臨近度分析和空間網(wǎng)絡分析等。其中通視分析是重要的一部分,它包括點對點的通視分析以及視點的可視域分析,點對點的通視分析是可視域分析的基礎?梢曈蛩惴ǖ膶崿F(xiàn)通常有三個分支:基于視線的可視域算法、基于參考面的可視域算法以及其他算法。基于視線的可視域算法是應用范圍最廣、研究最多的算法。它按照算法復雜度可以分為:R3算法和R2算法。R3算法的難點在于減少計算每個點位的算法復雜度和減少所需要計算的點數(shù)。針對R3算法的不足,本文對該算法進行了改進,并對算法的精度進行了評定。其主要研究內容總結如下:(1)分析地形剖面、直線簇和可視域的變形問題,分析R3算法的優(yōu)缺點以及準備改進的方向。指出了本文主要目地是減少計算可視域所需要的點數(shù)。(2)根據(jù)更多的地形特征,提出了對R3可視域算法的改進,從理論上和實驗上驗證了算法的可行性。從結果上可以看出,改進算法確實明顯減少了可視域計算的點數(shù)。而且,本文在不同地形下對這個結果進行驗證,可視域計算點數(shù)在不同地形下都有不同程度的減少,而減少的程度和地形復雜度負相關。(3)可視域的變形問題的關鍵是得到視點微小移動時可視域的變化情況。當視點微小移動時,可視域變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。改進的可視域算法比R3算法更容易處理視點微小移動時可視域變化問題。(4)結果的精度是算法成敗的關鍵,本文從理論上分析了可視域誤差的來源以及消除方法。將可視域誤差來源分為第一類和第二類影響因子,并分析了各自的改正數(shù)。(5)在剔除可視域其他影響因子的情況下,用可視率實驗分別分析了可視域改進算法和R3算法的精度。R3可視域的算法的改進,減少了計算可視域所需要的點數(shù)并提高了算法的可視率?梢曈蚋倪M算法利用了更多的地形條件,拓寬了可視域計算的思路;可視域精度評定方法從結果出發(fā)分析可視率,為得出經(jīng)驗模型提供了前提條件。
【關鍵詞】:R3算法 可視域改進算法 地形剖面 影響因子 可視率
【學位授予單位】:東華理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:P208
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-11
- 1. 緒論11-19
- 1.1. 研究背景和意義11-12
- 1.2. 國內外研究現(xiàn)狀以及存在問題12-16
- 1.2.1. 研究現(xiàn)狀12-14
- 1.2.2. 存在問題14-16
- 1.3. 研究目標、研究內容、研究方法16-17
- 1.3.1. 研究目標16
- 1.3.2. 研究內容16
- 1.3.3. 研究方法16-17
- 1.4. 本文的組織結構17-19
- 2. 可視域算法改進的理論基礎19-27
- 2.1. 地形可視域分析19-24
- 2.1.1. 地形和視線分析20-21
- 2.1.2. 剖面和視線簇分析21-24
- 2.2. R3可視域算法的理論基礎24
- 2.3. 本章小結24-27
- 3. R3可視域算法的改進27-39
- 3.1. 改進策略27
- 3.2. 算法改進27-33
- 3.2.1. 尋找關鍵點27-30
- 3.2.2. 尋找不可視域開始線和結束線30-32
- 3.2.3. 找出可視域32-33
- 3.3. 實驗分析33-37
- 3.3.1. 實驗條件33-34
- 3.3.2. 實驗內容與結果34-37
- 3.3.3. 實驗總結37
- 3.4. 本章小結37-39
- 4. 改進可視域算法的實際應用39-45
- 4.1. 地面附著物處理39-41
- 4.1.1. 固定形狀的地面附著物39-40
- 4.1.2. 對樹木的處理40-41
- 4.2. 改進算法處理可視域變形問題41-44
- 4.2.1. 可視域變形問題分析41-42
- 4.2.2. 視點的微小移動產(chǎn)生的可視域42-43
- 4.2.3. 實驗分析43-44
- 4.3. 本章小結44-45
- 5. 改進算法的精度評定45-61
- 5.1. 可視域精度相關理論46-48
- 5.1.1. 研究現(xiàn)狀以及存在的問題46-47
- 5.1.2. 概率可視域47-48
- 5.2. 可視域影響因子48-54
- 5.2.1. 規(guī)則格網(wǎng)的DEM數(shù)據(jù)精度48-49
- 5.2.2. 插值運算49-54
- 5.2.3. 其他影響因子54
- 5.3. 可視域精度判斷策略54-55
- 5.4. 影響因子的剔除55-58
- 5.4.1. 第一類影響因子的剔除55-56
- 5.4.2. 第二類影響因子的剔除56-58
- 5.5. 用可視率計算改進可視域算法的精度58
- 5.6. 實驗分析58-60
- 5.6.1. 實驗條件58-59
- 5.6.2. 實驗結果59-60
- 5.6.3. 實驗分析60
- 5.7. 本章小結60-61
- 6. 結論與展望61-63
- 6.1. 主要研究成果61
- 6.2. 下一步工作展望61-63
- 7. 參考文獻63-68
- 8. 致謝68
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本文編號:373433
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