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基于Voronoi图的空间关系研究及应用

作　者: 司海棠
导　师: 秦小麟
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 空间关系 Voronoi图 k阶邻近路径规划气象服务区域预警预报
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

空间关系与人类认识、改造现实世界的活动息息相关,它是人类对于地理空间认知结果的高度概括,是人类所形成的空间概念中最重要的基本组成部分,是进行空间描述、推理与分析的基础。Voronoi图是关于空间划分的一种基础数据结构,具有许多优良的数学特性,为研究解决地学、军事学、气象学、计算机科学等领域中的一些问题提供了有力的工具。本文在分析现有空间关系模型的基础上,利用Voronoi距离与多集合算子,对基于Voronoi图的9交模型进行了改进,并重点研究了Voronoi图和k阶邻近在军事及气象科学上的应用,主要工作和创新点如下:(1)剖析了4交与9交模型存在的问题,研究了基于Voronoi图的9交模型,引入了Voronoi距离和多集合算子对此模型进行了改进,不仅区分了不同的相离关系,而且从多个角度量测了空间关系的定性与定量信息。(2)在军事应用中,研究了基于不完全信息下的无人机最佳穿越路径的问题,给出了穿越代价的衡量标准,建立了无人机穿越雷达网络的模型,提出了基于局部Voronoi图的最佳穿越路径的算法,最后对该方法进行了性能分析。(3)在气象应用中,分析了传统的气象服务区域划分方法,提出了基于Voronoi图的气象服务区域的划分方法;进一步研究了将Voronoi k阶邻近应用于气象科学,提出了基于Voronoi k阶邻近的目标预警预报方法,分析了影响因素的选取,提出了目标预警预报算法,实验结果验证了该方法的可行性和适用性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章绪论  11-14
  1.1 研究背景  11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 选题依据和意义  12
  1.4 本文工作和章节安排  12-14
第二章空间关系的表达方法与模型  14-23
  2.1 空间关系的分类  14-15
  2.2 空间关系的特征  15-16
  2.3 空间关系的表达方法与模型  16-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章 VORONOI 图的生成  23-29
  3.1 VORONOI 图的基本概念  23-25
    3.1.1 Voronoi 图的定义  23-24
    3.1.2 Voronoi 图的相关性质  24-25
  3.2 VORONOI 图的矢量生成方法  25-26
  3.3 VORONOI 图的栅格生成方法  26-28
  3.4 本章小结  28-29
第四章基于VORONOI 图的9 交模型的改进  29-41
  4.1 4 交与9 交模型存在的若干问题  29-32
  4.2 基于VORONOI 图的9 交模型  32
  4.3 VORONOI 距离与K 阶邻近  32-35
    4.3.1 Voronoi 距离与k 阶邻近的定义  33
    4.3.2 k 阶邻近的相关性质  33-34
    4.3.3 k 阶邻近的邻域  34-35
  4.4 基于VORONOI 图的9 交模型的改进  35-39
    4.4.1 Voronoi 距离的引入  35-36
    4.4.2 多集合算子的引入  36-39
  4.5 模型应用  39-40
  4.6 本章小结  40-41
第五章空间关系的应用  41-53
  5.1 基于局部VORONOI 图的无人机穿越路径规划  41-46
    5.1.1 穿越代价的衡量标准  42-43
    5.1.2 Voronoi 图建模  43-44
    5.1.3 基于局部Voronoi 图的穿越路径算法  44-45
    5.1.4 性能分析  45-46
  5.2 气象服务区域的划分  46-47
  5.3 基于VORONOI K 阶邻近的目标预警预报方法  47-52
    5.3.1 影响因素的选取  47-49
    5.3.2 目标预警预报算法  49-50
    5.3.3 实验结果及分析  50-52
  5.4 本章小结  52-53
第六章总结与展望  53-55
  6.1 全文总结  53-54
  6.2 进一步研究展望  54-55
参考文献  55-59
致谢  59-60
在学期间的研究成果及发表的学术论文  60

基于Voronoi图的空间关系研究及应用

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