可视域算法的改进及其精度分析

发布时间：2017-05-17 12:24

  本文关键词：可视域算法的改进及其精度分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地理空间分析是地理信息系统的核心内容,包括叠合分析、通视分析、空间缓冲区分析、空间临近度分析和空间网络分析等。其中通视分析是重要的一部分,它包括点对点的通视分析以及视点的可视域分析,点对点的通视分析是可视域分析的基础。可视域算法的实现通常有三个分支:基于视线的可视域算法、基于参考面的可视域算法以及其他算法。基于视线的可视域算法是应用范围最广、研究最多的算法。它按照算法复杂度可以分为:R3算法和R2算法。R3算法的难点在于减少计算每个点位的算法复杂度和减少所需要计算的点数。针对R3算法的不足,本文对该算法进行了改进,并对算法的精度进行了评定。其主要研究内容总结如下:(1)分析地形剖面、直线簇和可视域的变形问题,分析R3算法的优缺点以及准备改进的方向。指出了本文主要目地是减少计算可视域所需要的点数。(2)根据更多的地形特征,提出了对R3可视域算法的改进,从理论上和实验上验证了算法的可行性。从结果上可以看出,改进算法确实明显减少了可视域计算的点数。而且,本文在不同地形下对这个结果进行验证,可视域计算点数在不同地形下都有不同程度的减少,而减少的程度和地形复杂度负相关。(3)可视域的变形问题的关键是得到视点微小移动时可视域的变化情况。当视点微小移动时,可视域变化呈现一定的规律性。改进的可视域算法比R3算法更容易处理视点微小移动时可视域变化问题。(4)结果的精度是算法成败的关键,本文从理论上分析了可视域误差的来源以及消除方法。将可视域误差来源分为第一类和第二类影响因子,并分析了各自的改正数。(5)在剔除可视域其他影响因子的情况下,用可视率实验分别分析了可视域改进算法和R3算法的精度。R3可视域的算法的改进,减少了计算可视域所需要的点数并提高了算法的可视率。可视域改进算法利用了更多的地形条件,拓宽了可视域计算的思路;可视域精度评定方法从结果出发分析可视率,为得出经验模型提供了前提条件。
【关键词】：R3算法 可视域改进算法 地形剖面 影响因子 可视率
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P208
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1. 绪论11-19
• 1.1. 研究背景和意义11-12
• 1.2. 国内外研究现状以及存在问题12-16
• 1.2.1. 研究现状12-14
• 1.2.2. 存在问题14-16
• 1.3. 研究目标、研究内容、研究方法16-17
• 1.3.1. 研究目标16
• 1.3.2. 研究内容16
• 1.3.3. 研究方法16-17
• 1.4. 本文的组织结构17-19
• 2. 可视域算法改进的理论基础19-27
• 2.1. 地形可视域分析19-24
• 2.1.1. 地形和视线分析20-21
• 2.1.2. 剖面和视线簇分析21-24
• 2.2. R3可视域算法的理论基础24
• 2.3. 本章小结24-27
• 3. R3可视域算法的改进27-39
• 3.1. 改进策略27
• 3.2. 算法改进27-33
• 3.2.1. 寻找关键点27-30
• 3.2.2. 寻找不可视域开始线和结束线30-32
• 3.2.3. 找出可视域32-33
• 3.3. 实验分析33-37
• 3.3.1. 实验条件33-34
• 3.3.2. 实验内容与结果34-37
• 3.3.3. 实验总结37
• 3.4. 本章小结37-39
• 4. 改进可视域算法的实际应用39-45
• 4.1. 地面附着物处理39-41
• 4.1.1. 固定形状的地面附着物39-40
• 4.1.2. 对树木的处理40-41
• 4.2. 改进算法处理可视域变形问题41-44
• 4.2.1. 可视域变形问题分析41-42
• 4.2.2. 视点的微小移动产生的可视域42-43
• 4.2.3. 实验分析43-44
• 4.3. 本章小结44-45
• 5. 改进算法的精度评定45-61
• 5.1. 可视域精度相关理论46-48
• 5.1.1. 研究现状以及存在的问题46-47
• 5.1.2. 概率可视域47-48
• 5.2. 可视域影响因子48-54
• 5.2.1. 规则格网的DEM数据精度48-49
• 5.2.2. 插值运算49-54
• 5.2.3. 其他影响因子54
• 5.3. 可视域精度判断策略54-55
• 5.4. 影响因子的剔除55-58
• 5.4.1. 第一类影响因子的剔除55-56
• 5.4.2. 第二类影响因子的剔除56-58
• 5.5. 用可视率计算改进可视域算法的精度58
• 5.6. 实验分析58-60
• 5.6.1. 实验条件58-59
• 5.6.2. 实验结果59-60
• 5.6.3. 实验分析60
• 5.7. 本章小结60-61
• 6. 结论与展望61-63
• 6.1. 主要研究成果61
• 6.2. 下一步工作展望61-63
• 7. 参考文献63-68
• 8. 致谢68

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本文编号：373433