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专利号: 2021109741131
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于变异系数的地理空间区域数据多尺度可视化方法,其特征在于,该方法步骤包括:

步骤(1)对原始的地理空间区域数据进行德劳内三角剖分和层次聚类,生成维诺图和层次聚类树;

步骤(2)利用最优化变异系数模型结合聚类结果进行最优选择,得到最优尺度样本点集合;

步骤(3)利用最优尺度的样本点集合对维诺图进行形状调整和颜色调整;

步骤(4)从变异系数和信息熵两个方面,对多尺度可视化结果进行可视化评估和定量比较,并对比较结果的差异进行形状增强的可视化展示。

2.如权利要求1所述的基于变异系数的地理空间区域数据多尺度可视化方法,其特征在于,步骤(1)具体是:

(1‑1)使用经典的德劳内三角剖分法来生成维诺图:构建点间的德劳内三角网,找到德劳内三角网各三角形外圆的圆心,再连接相邻三角形外圆的圆心形成多边形网,即维诺图;

(1‑2)使用k‑means聚类算法,对原始的地理空间区域数据进行聚类,每一个类的属性值为该类所包含的孩子节点的属性值均值;

(1‑3)使用k‑means聚类算法,对生成的类进行再聚类,直到最终聚为一个类,生成一棵层次聚类树。

3.如权利要求2所述的基于变异系数的地理空间区域数据多尺度可视化方法,其特征在于,步骤(2)具体是:

(2‑1)统计层次聚类树中一个节点的每个孩子节点的属性值xn,n=1,2,…,N,N为该节点的孩子节点的数量;所有孩子节点的属性值构成该节点的属性值序列X=(x1,x2,…,xN);

(2‑2)构建最优化变异系数模型:首先,计算该节点的变异系数CV(X)=σ(X)/μ(X);其中,σ(X)为属性值序列的标准差,μ(X)为属性值序列的均值;

然后,从叶子节点向根节点遍历,当变异系数大于设定阈值时,选择该孩子节点作为该节点的样本点,停止遍历;

(2‑3)重复(2‑1)和(2‑2),得到每个节点的样本点,构成最优尺度的样本点集合。

4.如权利要求3所述的基于变异系数的地理空间区域数据多尺度可视化方法,其特征在于,步骤(3)中所述的形状调整具体方法是:在维诺图上找到每个样本点的叶子节点所对应的区域多边形,利用多边形的布尔运算,将对应的多边形进行合并,基于选择的多尺度节点,得到了形状调整后的维诺图;所述的颜色调整具体方法是:根据选择的多尺度节点的属性重新计算属性颜色的映射规则,进行离散和连续的颜色映射。

5.如权利要求4所述的基于变异系数的地理空间区域数据多尺度可视化方法,其特征在于,步骤(4)具体是:首先,统计最优尺度的样本点集合中每个节点的属性值ym,m=1,

2,…,M,M为最优尺度的样本点集合中节点的数量,最优尺度的所有节点的属性值构成最优尺度属性值序列Y=(y1,y2,…,yM);

计算与变异系数有关的指标,包括:全局变异系数GCV、局部变异系数LCV和全局变异系数差值GCV_D;

全局变异系数GCV=σ(Y)/μ(Y);其中,σ(Y)为最优尺度所有节点的属性值序列的标准差,μ(Y)为最优尺度所有节点的属性值序列的均值;

局部变异系数 其中,CV(ym)为最优尺度中第m个节点的变异系数,CV(ym)=CV(Xm)=σ(Xm)/μ(Xm),Xm表示第m个节点的属性值序列;

全局变异系数差值GCV_D为最优尺度的全局变异系数与原始的全局变异系数差值的绝对值;

计算与信息熵有关的指标,包括:全局信息熵GIE、局部信息熵LIE和全局信息熵差值GIE_D;

全局信息熵 其中,p(ym)为最优尺度中第m个节点的属性值类别的概率;

局部信息熵 其中 ,最优尺度中第m个节点的 信息熵p(xn)表示第m个节点的第n个孩子节点的属性值类别的概率;

全局信息熵差值GIE_D为最优尺度的全局信息熵与原始的全局信息熵差值的绝对值;

使用雷达图映射以上指标的值,得到形状增强的可视化差异表现。