矢量河网渐进式传输方法研究

摘要

渐进式传输是一种新型的空间数据网络传输方式，是当前GIS研究的重要课题之一。渐进式传输实现了“边传输，边显示”，不但遵循了人类由粗到细的认知规律，而且缩短了用户等待的时间，实现了与用户的交互，是解决有限的网络带宽与海量数据的传输与显示之间矛盾的有效方法。地理信息系统中空间数据包括栅格和矢量两种类型。栅格数据的数据结构较为简单，基于栅格数据的渐进式传输研究已经比较成熟，并取得了显著成果。矢量数据本身存在多样性和复杂性，其渐进式传输的研究尚不成熟，还存在许多需要解决的问题。矢量数据渐进式传输的研究主要从渐进式传输框架、矢量数据制图综合、多分辨率数据组织方法三方面入手。
　　本文以河网要素为研究对象，从曲线数据压缩与组织角度进行深入分析研究，提出一种基于轴线划分弯曲思想的适用于渐进式传输的曲线压缩与组织方法。基本思路是：首先，以曲线端点连线为初始轴线，按筛选阈值对该轴线对应弯曲进行筛选、结点提取，这一过程中对特征点进行了保留；之后，对筛选后的弯曲按其与相邻弯曲的组合类型递归生成新轴线并提取结点；然后，以多叉树记录提取的曲线数据，为保证曲线轮廓的合理性，进行多叉树校正；最后，为提高数据检索效率，将曲线结点数据进行线性存储。该方法从复合弯曲分析的角度考虑了弯曲的层次特征，不仅维护了空间要素间的拓扑关系，而且实现了矢量河网数据在几何细节层的多尺度表达。河网目标层的多尺度表达是在河系树的基础上，利用开方根规律模型计算选取的河流数量，以综合考虑了河流长度、河流等级以及河流层次三个指标的综合指数为重要性系数选取河流。应用上述研究成果，实现了一个基于C/S模式的矢量河网渐进式传输实验系统。结合河网目标层与几何细节层的多尺度表达，将河网数据分层次进行传输显示。实验分析表明，以曲线轴线为基础、曲线弯曲为划分标准进行河流曲线压缩与多尺度表达的方法，在渐进式显示时能够较好地保持几何细节层河流曲线的形态；本文提出的矢量河网渐进式传输方法减少了传输的数据量，提高了可视化效率，能够较好地支持矢量河网的渐进式传输。

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1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状及存在的问题

1.3 论文研究内容

1.4 论文组织结构

1.5本章小结

2 矢量数据渐进式传输的相关理论

2.1 传输粒度

2.2 曲线数据的压缩

2.3 多尺度表达模型

2.4 客户端数据重建

2.5 本章小结

3 矢量河网渐进式传输方法

3.1 河网描述

3.2 河网目标层多尺度表达

3.3 河网几何细节层多尺度表达

3.4 河网数据组织与检索

3.5本章小结

4 实验系统设计与实现

4.1 总体结构

4.2 客户端/服务器工作流程

4.3 实验与分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 论文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果