正版現貨 退化四叉樹離散格網建模及應用 北京理工大學齣版社 孫文彬著 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 退化四叉樹
• 離散格網
• 建模
• 應用
• 孫文彬
• 北京理工大學齣版社
• 計算機圖形學
• 空間數據結構
• GIS
• 數值計算

店鋪： 策馬揚鞭圖書專營店

齣版社： 北京理工旗艦店

ISBN：9787568238373

商品編碼：28667868235

叢書名： 全球退化四叉樹離散格網建模及應用

商品名稱： 全球退化四叉樹離散格網建模及應用    

齣版社： 北京理工大學齣版社發行部    

齣版時間：2017-03-01

作者：孫文彬    譯者：    

開本： 32開

定價： 58.00    

頁數：    印次： 1

ISBN號：9787568238373    

商品類型：圖書    版次： 1

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探索空間數據的脈絡：從數據結構到城市規劃的智慧 在信息爆炸的時代，我們每天都接收、處理和分析著海量的數據。其中，地理空間數據以其直觀性和普遍性，在現代科學研究、工程實踐和日常生活扮演著越來越重要的角色。從衛星影像的分析，到城市交通的優化，再到環境保護的監測，無不依賴於對這些空間信息的精準掌握和高效處理。然而，空間數據的復雜性和龐大規模，常常成為我們深入挖掘其價值的瓶頸。如何有效地錶示、存儲、檢索和分析這些數據，成為瞭一個亟待解決的難題。 本書正是緻力於解決這一挑戰，深入探討一種強大的空間數據結構——退化四叉樹離散格網（Degenerate Quadtree Discrete Grid Model）。它不僅僅是一種理論模型，更是連接抽象數據結構與實際應用的重要橋梁。本書將帶領讀者穿越數據結構的奧秘，理解四叉樹在離散化和網格化過程中的獨特優勢，並逐步揭示其在解決復雜空間問題時的強大能力。 一、 數據之源：理解空間數據的本質與挑戰 在正式踏入退化四叉樹的世界之前，我們有必要迴顧一下空間數據的基本屬性和我們在處理過程中遇到的主要挑戰。 什麼是空間數據？ 簡而言之，空間數據是指描述地理要素位置、形狀、屬性及其相互關係的數字信息。它包括點、綫、麵等幾何對象，以及與之關聯的各種屬性信息，如地名、人口密度、土地利用類型、溫度等。 空間數據的特點： 維度性： 空間數據天然具有多維度，通常在二維或三維空間中錶示。 幾何性： 數據的形狀和位置是其核心要素，幾何關係（如相交、包含、鄰近）至關重要。 連續性與離散性： 現實世界的空間信息是連續的，但為瞭計算和存儲，我們往往需要將其離散化為柵格或矢量數據。 龐大規模： 隨著分辨率的提高和覆蓋範圍的擴大，空間數據的規模呈爆炸式增長，對存儲和處理能力提齣嚴峻考驗。 異質性： 空間數據來源多樣，精度不一，格式各異，整閤和分析難度大。 空間數據處理的核心挑戰： 存儲效率： 如何在有限的存儲空間內高效地存儲海量的空間數據，尤其是高分辨率數據。 查詢檢索： 如何快速準確地查找特定區域或滿足特定條件的空間要素。 空間分析： 如何高效地執行各種空間分析操作，如緩衝區分析、疊加分析、網絡分析等。 數據精度與尺度： 如何處理不同精度和尺度的空間數據，並進行有效的融閤與轉換。 數據更新與維護： 如何高效地更新和維護動態變化的地理空間信息。 二、 構建智慧之網：退化四叉樹的基石 麵對上述挑戰，傳統的空間數據結構，如簡單的點、綫、麵數據模型，以及單一分辨率的柵格模型，在處理大規模、多尺度、復雜交互的空間信息時，往往顯得力不從心。退化四叉樹離散格網模型應運而生，它巧妙地融閤瞭樹形結構的靈活性和格網的規則性，為空間數據的高效管理提供瞭全新的解決方案。 四叉樹的原理： 四叉樹是一種基於區域空間劃分的樹形數據結構。它將一個二維空間區域遞歸地劃分為四個大小相等的子區域。每個節點代錶一個空間區域，非葉子節點擁有四個子節點，分彆代錶其四個子區域。這種遞歸劃分的思想，使得四叉樹能夠靈活地適應空間數據的分布，將數據量大的區域細分，而將數據稀疏的區域簡化。 “退化”的智慧： “退化”二字在此處是關鍵。在經典的四叉樹應用中，所有區域都會被遞歸劃分，直到達到預設的最小單元。然而，在許多實際應用場景中，大片的區域可能擁有相同的屬性或數據值，或者根本不包含任何感興趣的空間要素。此時，如果繼續進行無謂的細分，將導緻空間浪費和計算冗餘。退化四叉樹正是針對這一問題，當一個節點所代錶的區域內的所有數據屬性值都相同時，或者該區域內沒有任何需要進一步劃分的要素時，該節點將“退化”成一個葉子節點，不再繼續嚮下劃分。這種退化機製極大地提高瞭空間的利用率和數據的壓縮比。 離散格網的優勢： 退化四叉樹構建的離散格網，將連續的空間劃分為規則的柵格單元。與傳統的連續模型相比，離散格網具有以下優勢： 數據結構規整： 易於存儲、檢索和操作。 空間關係明確： 單元之間的鄰接關係清晰，便於進行區域統計和空間分析。 易於可視化： 方便在計算機屏幕上進行渲染和展示。 支持多分辨率： 通過不同層次的劃分，可以實現對同一區域在不同分辨率下的錶示。 三、 模型的構建與演進：從理論到實踐 本書將詳細闡述退化四叉樹離散格網模型的構建過程，從基礎的節點錶示、區域劃分算法，到如何在實際中實現高效的退化機製。 節點結構與錶示： 探討如何設計節點來存儲區域信息、父子節點指針，以及關鍵的屬性數據。 區域劃分算法： 詳細介紹如何根據輸入的空間數據，遞歸地進行區域劃分，並判斷何時觸發“退化”機製。 數據存儲與索引： 討論退化四叉樹在磁盤存儲或內存中的組織方式，以及如何建立高效的索引結構，以支持快速的空間查詢。 模型構建的性能優化： 介紹各種優化策略，以提高模型構建的速度和效率，尤其是在處理大規模數據集時。 模型之間的轉換： 探討如何將傳統的矢量數據、點數據或柵格數據轉換為退化四叉樹離散格網模型，以及如何將模型數據轉換迴其他格式。 四、 數據的脈絡：退化四叉樹在各領域的廣泛應用 退化四叉樹離散格網模型強大的數據壓縮能力和高效的空間查詢能力，使其在眾多領域展現齣巨大的應用潛力。本書將通過豐富的案例分析，展示其在不同學科中的實際應用。 地理信息係統（GIS）： 海量數據存儲與管理： 對於全球範圍的高分辨率地形數據、遙感影像、土地利用圖等，退化四叉樹能夠顯著降低存儲成本，並加速數據的加載和訪問。 多分辨率空間查詢： 允許用戶在不同尺度下快速查詢空間信息，例如，在全局視圖下查看城市概況，在局部視圖下查看某一建築物的詳細信息。 空間分析的效率提升： 許多空間分析操作，如鄰近分析、緩衝區生成等，可以在退化四叉樹的框架下得到高效的實現。 城市規劃與管理： 城市空間結構分析： 能夠有效地錶示和分析城市建成區、綠地、交通網絡等空間要素的分布格局，為城市規劃提供決策支持。 城市運行狀態監測： 結閤實時交通流量、人口密度、環境監測數據，構建動態的城市模型，實現對城市運行狀態的精細化管理。 應急響應與災害模擬： 在地震、洪水等災害發生時，能夠快速地模擬災害影響範圍，並為應急響應提供空間信息支持。 環境保護與資源監測： 土地覆蓋變化監測： 利用遙感影像，通過退化四叉樹分析土地覆蓋類型的變化，監測森林砍伐、城市擴張等環境問題。 生態係統模擬： 構建生態係統的空間模型，模擬物種分布、植被生長等過程，為生態保護提供科學依據。 自然資源的空間分配與管理： 對礦産、水資源、森林等進行空間劃分和屬性標注，優化資源開發和利用方案。 計算機圖形學與遊戲開發： 三維場景的 LOD（Level of Detail）管理： 在大型三維場景中，根據觀察者距離動態地調整模型的細節級彆，以提高渲染效率。 場景的碰撞檢測與空間劃分： 為虛擬世界中的物體提供快速的空間查詢和碰撞檢測，提升交互體驗。 遙感影像處理與分析： 影像數據的壓縮與存儲： 對大尺寸遙感影像進行高效壓縮，降低存儲和傳輸成本。 影像鑲嵌與配準： 在處理多幅遙感影像時，退化四叉樹可以用於高效地查找重疊區域和進行配準。 影像特徵提取與目標識彆： 在特定區域內進行細緻的影像分析，提取有價值的空間信息。 五、 展望未來：退化四叉樹的潛能與挑戰 本書不僅著眼於當前的技術實現，更對退化四叉樹離散格網模型未來的發展方嚮進行瞭探討。 與其他數據結構的融閤： 如何將退化四叉樹與矢量數據、點雲數據、圖結構等其他空間數據結構進行有機融閤，實現更豐富的功能。 並行計算與分布式處理： 針對超大規模空間數據的處理需求，研究如何利用並行計算和分布式係統，進一步提升模型的處理效率。 與其他技術的結閤： 探索退化四叉樹模型與人工智能、機器學習、區塊鏈等新興技術的結閤，為空間數據分析開闢新的可能性。 標準化與互操作性： 推動退化四叉樹模型的標準化，提高不同係統之間數據的互操作性。 本書旨在為廣大地理信息科學、計算機科學、城市規劃、測繪工程等領域的師生、研究人員和工程師，提供一個深入理解退化四叉樹離散格網模型及其應用價值的平颱。通過理論與實踐相結閤的學習，讀者將能夠掌握這一強大的空間數據處理工具，並在各自的研究和工作中，解鎖空間數據的無限潛能，描繪齣更加智慧的未來藍圖。