球面DQG地形集成：矢量线的定向搜索几何叠加算法

"本文主要探讨了在处理矢量线与地形数据叠加时可能出现的穿地或跨越问题，并提出了一种基于定向搜索的矢量线与球面DQG（ Degenerate Quadtree Grid）地形集成的几何叠加算法。该算法利用全球GTOPO30和ASTER GDEM高程数据进行了实验验证，有效地实现了无缝集成，防止了矢量线穿越地表的现象，是对传统几何方法在球面空间应用的扩展。" 在地理信息系统（GIS）中，矢量线数据通常代表道路、河流等线性地物，而地形数据则通常以数字高程模型（DEM）的形式存在，用于表示地表起伏。在进行多尺度叠加操作时，如分析线性地物与地形的相互关系，可能会遇到矢量线穿地或跨越地形的问题，这会影响分析的准确性和可视化效果。 本文提出的解决方案是利用退化四叉树球面格网（DQG），这是一种适合球面空间的数据结构，能够对球面上的地形数据进行高效管理和操作。通过定向搜索方法，可以确定矢量线穿过哪些球面格网单元，从而在这些单元上进行精确的几何叠加计算。这种定向搜索策略降低了计算复杂性，提高了处理效率。 几何叠加算法的核心在于处理矢量线与格网单元的交点，通过几何插值技术确保线性特征与地形表面的精确匹配。在实验中，全球GTOPO30数据（1公里分辨率）和局部区域的ASTER GDEM数据（30米分辨率）被用来测试算法的性能，同时结合DCW道路矢量线数据，模拟实际应用场景。实验结果显示，基于定向搜索的几何叠加算法成功解决了穿地问题，确保了矢量线与地形的无缝集成。 这项研究的意义在于，它不仅提供了解决实际问题的技术手段，还扩展了传统几何方法的应用领域，将其从平面欧式空间推广到更为复杂的球面流形空间。这对于地理空间数据分析，特别是涉及到全球范围或大尺度地球表面特征的研究具有重要意义。通过这种方法，我们可以更准确地理解和分析线性地物如何与地形相互作用，从而为环境研究、交通规划等领域提供更可靠的信息支持。