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

文章目錄

• ArcGIS兩種線簡化算法和建筑物綜合(面的簡化和建筑物聚合)的參數(shù)計算方法
• • 1.問題描述
  • 2.參數(shù)計算
  • • 2.1 地圖編制比例尺要求
    • 2.2 線簡化過程
    • 2.2.1 POINT_REMOVE（點刪除）算法
    • 2.2.2 BEND_SIMPLIFY（折彎簡化）算法
  • 2.3 建筑物綜合過程
  • • 2.3.1 建筑物的簡化
    • 2.3.2 建筑物群的聚合
  • 參考文章

1.問題描述

　　實驗使用的ArcGIS綜合工具中的算法參數(shù)在實際的地圖編制過程中應(yīng)該如何計算。重點是依據(jù)目標比例尺的編圖規(guī)范，例如，彎曲高度、線的長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)庫的計量單位。

2.參數(shù)計算

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 線簡化過程

　　規(guī)范要求如下圖1所示：

圖1 （岸）線的簡化規(guī)范

2.2.1 POINT_REMOVE（點刪除）算法

　　該算法從使用趨勢線連接線要素的各端點開始，首先測量每個折點到趨勢線的垂直距離。與趨勢線的距離小于容差的折點將被刪除。線要素最先在距離趨勢線最遠的折點處斷開，從而構(gòu)成兩條新趨勢線。然后再測量剩余折點到這兩條線的垂直距離，整個過程將持續(xù)到與趨勢線的距離小于容差的所有折點全部被刪除為止。算法中的簡化容差值用于確定簡化程度，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）的計算公式：

$$\sigma =S_2\times h_m÷1000$$

　　其中$S_2$是目標比例尺分母（如25000，100000等）。

2.2.2 BEND_SIMPLIFY（折彎簡化）算法

　　折彎簡化通過形狀識別技術(shù)找出折彎并分析其特征，然后消除無關(guān)緊要的折彎?？蓪⒕€狀要素視為由一系列折彎組成 (Wang, 1996)，其中的每個折彎在其連續(xù)折點處的拐角符號（正或負）均相同?？蓪⒚總€折彎的若干個幾何屬性與直徑等于指定簡化容差$\sigma$的參考半圓的對應(yīng)屬性進行比較。每一個折彎都有一個彎折系數(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 $m{m}^2$，可得對應(yīng)的參數(shù)估計公式如下：

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

　　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應(yīng)比例尺下的h_min 的折彎，測量其在圖上的彎折寬度$w_m$即可算出最小折彎面積，也即可確定對應(yīng)的簡化容差$\sigma$，單位為米。

2.3 建筑物綜合過程

　　規(guī)范要求如下圖2和圖3所示：

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

2.3.1 建筑物的簡化

　　建筑物邊界或覆蓋區(qū)的簡化是一種制圖綜合類型的操作 (Esri,1996)。簡化建筑物意味著減少建筑邊界中的細節(jié)，同時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，簡化過程會保留和增強正交性。下圖4顯示根據(jù)容差進行簡化的位置。該算法中必須指定一個簡化容差和最小面積，且值必須大于零。

圖4 簡化建筑物的簡化位置

　　因此簡化容差$\sigma$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聚合距離和最小面積，且值必須大于零。
聚合距離$distance$的計算方式如下所示：

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

　　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化算法計算方式一致，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內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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