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使用正对投影的建筑物群毗邻化新算法

武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：郭庆胜童莹魏智威王勇刘洋人工智能与数字经济广东省实验室(深圳) 武汉大学资源与环境科学学院中国科学院空天信息创新研究院中国测绘科学研究院

毗邻化是建筑物群综合的一个重要算子，既能解决邻近建筑物之间的空间视觉冲突，还能保持建筑物的独立性。在自动判别建筑物之间正对投影线段基础上，本文提出了一种顾及建筑物群整体直角分布特征的建筑物群毗邻化算法。首先，借助原始... 详细信息

毗邻化是建筑物群综合的一个重要算子，既能解决邻近建筑物之间的空间视觉冲突，还能保持建筑物的独立性。在自动判别建筑物之间正对投影线段基础上，本文提出了一种顾及建筑物群整体直角分布特征的建筑物群毗邻化算法。首先，借助原始建筑物群数据的规则格网索引从原始数据中快速搜索符合毗邻化条件的所有正对投影线段；然后，基于建筑物原始直角边相关联的正对投影线段集合生成毗邻主方向线；最后，按照正对投影线段的端点与已生成的毗邻主方向线的不同关联程度，生成毗邻线上的新顶点，并调整建筑物图形轮廓上与这些新顶点直接相关的原始顶点。该方法用成对的正对投影线段可以直接生成建筑物之间的毗邻线，借助毗邻主方向线可以较好保持毗邻化后的建筑物群整体直角分布特征。本文用广州市部分区域的大比例尺建筑物群为实验数据，对不同类型建筑物群进行了毗邻化，分析了建筑物群毗邻化前后的五个建筑物空间特征指标的变化情况，实验结果验证了本文所提算法的有效性和适用性。

关键词：建筑物群毗邻化正对投影线段制图综合

特征分类与邻近图相结合的建筑物群空间分布特征提取方法

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测绘学报 2017年第5期46卷 631-638页

作者：郭庆胜魏智威王勇王琳武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 中国测绘科学研究院北京100830

建筑物群综合过程中需要对建筑物群空间分布特征进行认知和识别。本文在分析国内外相关研究的基础上,从描述建筑物空间特征的大量指标中,利用主成份分析方法,总结并提出了有代表性的建筑物空间特征指标集:凸包面积、紧密度IPQ指标、边... 详细信息

建筑物群综合过程中需要对建筑物群空间分布特征进行认知和识别。本文在分析国内外相关研究的基础上,从描述建筑物空间特征的大量指标中,利用主成份分析方法,总结并提出了有代表性的建筑物空间特征指标集:凸包面积、紧密度IPQ指标、边数和最小面积外接矩形方向,并基于这些指标研究了建筑物群的分类。在利用最小生成树邻近图(MST)划分建筑物空间子群时,考虑了建筑物成群与所处地理环境(河流和道路等因素)的关系。另外,基于最邻近图(NNG)、MST、相对邻近图(RNG)和Gabriel图(GG)4种建筑物群邻近图,提出了自动识别具有特定空间排列建筑物子群的方法,并比较分析了识别结果的影响因素和可用性。最后,选择北京某地区建筑物群为试验对象,实现了对建筑物群的分类和空间聚类,并提取了其中直线型空间排列的建筑物子群。

关键词：地图综合建筑物群分类空间聚类空间排列

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顾及视觉规律的行政区划图自动着色回溯法

测绘学报 2018年第3期47卷 396-402页

作者：魏智威郭庆胜颜芬王勇武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 中国测绘科学研究院北京100830

行政区划图着色需要顾及区域配置、色彩平衡和用户意图等。本文从视觉规律出发,在给定配色模板前提下,研究了图面色彩协调、色彩对比和视觉平衡的定量化方法,并建立了行政区划图着色效果的评价模型。在此基础上,本文提出了行政区划图自... 详细信息

行政区划图着色需要顾及区域配置、色彩平衡和用户意图等。本文从视觉规律出发,在给定配色模板前提下,研究了图面色彩协调、色彩对比和视觉平衡的定量化方法,并建立了行政区划图着色效果的评价模型。在此基础上,本文提出了行政区划图自动着色的面积均衡约束回溯法。试验结果表明,本方法能较好地顾及行政区划图着色过程中的视觉规律,满足制图要求。

关键词：行政区划图色彩设计视觉规律回溯法

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基于知识图谱的直线型建筑物模式识别方法

测绘学报 2023年第8期52卷 1355-1363页

作者：魏智威肖屹童莹许文嘉王洋中国科学院网络信息体系技术重点实验室北京100830 中国科学院空天信息创新研究院北京100830 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 深圳信息职业技术学院软件学院广东深圳518172 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876

建筑物空间分布模式是物质和社会经济功能等综合作用于地域形成的重要空间结构,以往研究多基于图同构方法利用规则识别分布模式,识别效率不高。知识图谱利用图模型表达实体和实体间关系,并支持高效推理获取图谱中特定子图模式。因此,本... 详细信息

建筑物空间分布模式是物质和社会经济功能等综合作用于地域形成的重要空间结构,以往研究多基于图同构方法利用规则识别分布模式,识别效率不高。知识图谱利用图模型表达实体和实体间关系,并支持高效推理获取图谱中特定子图模式。因此,本文试图结合知识图谱高效识别直线型建筑物模式。首先,利用属性图数据模型构建表达建筑物间邻近、相似和沿直线排列空间关系的知识图谱;其次,将直线排列识别的结构化规则表达为知识图谱推理的规则,基于规则推理识别直线模式。试验结果表明,本文方法能实现和已有方法相同的准确率和召回率,在包含1286个建筑物的数据集上识别效率能提高5.98倍。

关键词：空间分布建筑物知识图谱空间推理格式塔原则

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格式塔原则与图形凸分解结合的建筑物群直线模式识别方法

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测绘学报 2023年第1期52卷 117-128页

作者：魏智威丁愫童莹程璐刘洋中国科学院网络信息体系技术重点实验室北京100830 中国科学院空天信息创新研究院北京100830 浙江农林大学环境与资源学院浙江杭州311300 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079

建筑物群空间分布模式是重要的城市结构特征。以往研究多基于格式塔原则将建筑物作为整体认知分布模式,忽略了从建筑物局部到整体的视觉认知过程而导致模式的漏识别。本文提出结合格式塔原则和图形凸分解识别直线模式方法:首先,基于三... 详细信息

建筑物群空间分布模式是重要的城市结构特征。以往研究多基于格式塔原则将建筑物作为整体认知分布模式,忽略了从建筑物局部到整体的视觉认知过程而导致模式的漏识别。本文提出结合格式塔原则和图形凸分解识别直线模式方法:首先,基于三元组和格式塔原则定义直线模式;其次,结合图形凸分解识别直线模式,图形分解时顾及了建筑物图形的直角化特征。试验结果表明,本文方法能有效识别建筑群中直线模式,相比已有直线模式识别方法准确率和召回率分别提高了15.7%和30.5%。

关键词：空间分布建筑物直线模式凸分解格式塔原则

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利用Snake移位模型构建中心型地图

武汉大学学报（信息科学版） 2022年第12期47卷 2105-2112,2122页

作者：魏智威刘远刚许文嘉王洋中国科学院网络信息体系技术重点实验室北京100830 中国科学院空天信息创新研究院北京100830 长江大学地球科学学院湖北武汉430100 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876

中心型地图可表示空间各点到中心点的时间距离,能直观反映地理分布因交通系统影响而产生的相近性变化。其构建核心是依据控制点的位置移动确定非控制点的新位置,因此,将中心型地图的构建过程建模为地图目标的移位问题,以相对邻近图表示... 详细信息

中心型地图可表示空间各点到中心点的时间距离,能直观反映地理分布因交通系统影响而产生的相近性变化。其构建核心是依据控制点的位置移动确定非控制点的新位置,因此,将中心型地图的构建过程建模为地图目标的移位问题,以相对邻近图表示点之间的邻近关系,并基于控制点的位置移动计算点的初始受力,应用Snake移位方法迭代计算各点的新位置生成中心型地图,同时利用后处理解决潜在拓扑错误。利用所提方法和最小二乘方法可视化武汉市到其他各市的旅行时间,并定量、定性地进行对比分析。结果表明,所提方法能更好地避免拓扑错误,且局部形态保持更好。

关键词：中心型地图时空可视化时间地图空间变形移位算法

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建筑物图形形状相似性计算的序列分析法

测绘学报 2021年第12期50卷 1683-1693页

作者：魏智威郭庆胜程璐刘洋童莹中国科学院网络信息体系技术重点实验室北京100830 中国科学院空天信息创新研究院北京100830 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

建筑物图形形状相似性能有效用于建筑物匹配、分类和查询等。基于DNA序列比对的Needleman-Wunsch(NW)算法和Smith-Waterman(SW)算法,本文提出一种度量多直角建筑物图形形状相似性的方法。本文方法顾及建筑物图形多直角表达的形态特征,... 详细信息

建筑物图形形状相似性能有效用于建筑物匹配、分类和查询等。基于DNA序列比对的Needleman-Wunsch(NW)算法和Smith-Waterman(SW)算法,本文提出一种度量多直角建筑物图形形状相似性的方法。本文方法顾及建筑物图形多直角表达的形态特征,将邻近两个转折作为建筑物图形编码序列的基础元素,并基于这些基础元素的类型、角度和长度特征定义基础元素间相似性;其次,利用NW算法和SW算法计算建筑物图形编码序列间的相似程度,该相似程度表达了对应建筑物图形间的形状相似性。基于形状的空间查询试验结果表明,本文方法能有效度量多直角建筑物图形间的形状相似性,符合人的空间视觉认知。

关键词：建筑物形状相似性空间认知序列分析

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直线排列建筑物群渐进式典型化方法

测绘学报 2020年第10期49卷 1354-1364页

作者：郭庆胜李国贤王勇刘纪平魏智威武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079 中国测绘科学研究院北京100830 中国科学院电子学研究所北京100830

地图综合中,建筑物群的排列结构是需要重点考虑的因素。当不同排列的子建筑物群之间存在空间图形冲突时,这些建筑物群的综合就显得更为复杂。直线排列建筑物群的综合在大比例尺地形图上以典型化操作为主。本文提出一种相互之间存在潜在... 详细信息

地图综合中,建筑物群的排列结构是需要重点考虑的因素。当不同排列的子建筑物群之间存在空间图形冲突时,这些建筑物群的综合就显得更为复杂。直线排列建筑物群的综合在大比例尺地形图上以典型化操作为主。本文提出一种相互之间存在潜在空间图形冲突的多个直线排列建筑物子群的渐进式典型化方法,渐进式地处理多个直线排列建筑物子群之间的空间图形冲突,保留建筑物群重要的直线排列结构;以建筑物表达的视觉图形约束为限制条件,自动确定典型化后的建筑物位置、形状、大小和方位。本文还研究了基于建筑物群空间邻近图的直线排列建筑物子群的自动识别方法,分析了这些直线排列之间的邻近关系和相交关系。最后,以1∶5000地图上的建筑物群综合为1∶25000为试验对象,验证了所提出算法的可用性和有效性。

关键词：直线排列建筑物群空间图形冲突典型化

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顾及结构特征的建筑物图形迭代凸分解方法

测绘科学 2022年第2期47卷 184-191页

作者：魏智威童莹丁愫乔海浪中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院空天信息创新研究院网络信息体系技术院重点实验室北京100094 武汉大学资源与环境科学学院武汉430079 浙江农林大学环境与资源学院杭州311300

针对建筑物图形,该文提出了一种结合其形态表达特点的迭代凸分解方法。该方法利用Delaunay三角网提取建筑物图形凹部层次化结构和骨架线定义图形节点凹度,并依据建筑物图形直角化和简洁表达的特点选取分割线迭代消除当前图形中凹度最大... 详细信息

针对建筑物图形,该文提出了一种结合其形态表达特点的迭代凸分解方法。该方法利用Delaunay三角网提取建筑物图形凹部层次化结构和骨架线定义图形节点凹度,并依据建筑物图形直角化和简洁表达的特点选取分割线迭代消除当前图形中凹度最大节点实现图形凸分解。实验结果表明,该文方法能有效实现带洞(或岛)建筑物图形的凸分解,结果符合视觉认知。同时,基于图形分解结果讨论了字母型和直线型建筑物群模式的识别,证明了结合图形分解能更有效挖掘建筑物群空间分布特征。

关键词：凹度凸分解形状认知模式识别