Como a degradar de forma inteligente ou suavizar dados GIS (polígonos simplificadoras)?

Question

Eu ter detalhado mapas condado norte-americanos, desde o TIGER LINHA conjuntos de dados. Como poder amostra I, suavizar ou degradar os dados para que eu me reto, mais quadradão, menos formas "barulhentos" para representar as características geográficas - neste caso apenas os limites do condado e estado linhas, mas talvez também no caso geral?

A amostragem pode acontecer em tempo de renderização se isso pode ser feito de forma eficiente, ou um conjunto de dados paralela poderia ser gerado e armazenado. Eu estou usando PostGIS , e as linhas são multi-polilinhas gerados por shp2pgsql - mas qualquer solução onde você tomar um linha ondulada e reduzi-lo a uma linha mais suave de aproximadamente o mesmo significado para um intérprete humano seria muito útil.

Answer 1

O problema com simplesmente jogando fora pontos é que você pode rapidamente distorcer a forma do polígono originais. Uma abordagem melhor é vir para ele de outra direção; começar com uma aproximação básica do polígono e depois refiná-lo para cima em direção a sua forma complexa.

Um excelente exemplo desta abordagem é o Douglas-Puecker algoritmo . Você começa com dois vértices extraídos do polígono completo. Adicionar um terceiro vértice, seleccionando a que se encontra mais distante uma aresta desenhada entre os dois primeiros vértices. Continue adicionando pontos até que você tenha algo que se assemelha suficientemente seu polígono originais.

Answer 2

Douglas-Peucker é definitivamente a abordagem correta. Existem algumas maneiras simples para implementações de acesso do que em PostGIS e QGIS que eu pensei que eu gostaria de acrescentar aqui para aqueles que se deparar com este post com uma pergunta semelhante. O objetivo é começar com algo como isto:

e acabar com algo parecido com isto:

Em PostGIS Douglas-Peucker é implementado como simplify, a sintaxe, detalhou aqui no bostongis.org , é alguma variante:

SELECT transform(simplify(transform(the_geom, 2249), 500),4326) from the_geo_table

Isso funcionou muito bem, mesmo no conjunto de dados nacional completo, com alguns poucos erros que parecem devido a dados subjacentes ruins. Nota-se também que no QGIS o Tools > Geometry Tools > Simplify Geometries item de menu irá exportar um shapefile simplificado de qualquer geometria e adicioná-lo como uma camada para seu projeto atual.

Este é um conjunto de ferramentas muito fundamental e eu fiz a pergunta a um nível demasiado baixo, embora fosse bom para aprender a matemática subjacente, há uma boa explicação de que aqui: http://www.mappinghacks.com/code/PolyLineReduction/ , juntamente com o código de exemplo que acaba por não ser muito necessário

Answer 3

Em vez de QGIS, eu sugiro usar ogr2ogr porque não polígonos de exclusão !

ogr2ogr output.shp input.shp -simplify 0.0001

Answer 4

Aqui está um algoritmo de suavização iterativo simples:

para cada três pontos sequenciais em qualquer caminho, se o ponto médio não tem cruzamentos e está dentro de algum pequeno ângulo limiar do caminho directo entre os dois pontos externos, removê-lo.

Repita até satisfeito.

Answer 5

Você também pode tentar o algoritmo de Visvalingam, que iteratively remove a parte menos perceptível de uma linha. Aqui está uma grande explicação de que o algoritmo:

• http://bost.ocks.org/mike/simplify/

Answer 6

Você também pode usar Simplify.js que utiliza uma combinação de Douglas-Peucker e algoritmos radial Distância. Há também links para muitos portos para outros idiomas listados no github projeto

Answer 7

Resposta por @unmounted é correto, mas eu gostaria de acrescentar mais uma sugestão.

Use sempre função ST_SimplifyPreserveTopology vez de ST_Simplify em PostGIS. Ambos usam o mesmo algoritmo subjacente (Douglas-Peucker), mas os antigos evita qualquer simplificações que resultaria em geometrias inválidas. Por exemplo, ST_Simplify pode resultar em geometria que se cruza.