Comment dégrader ou lisser intelligemment les données SIG (simplification des polygones) ?

Question

J'ai des cartes détaillées des comtés américains, du LIGNE TIGRE ensembles de données. Comment puis-je échantillonner, lisser ou dégrader les données de manière à obtenir des formes plus droites, plus carrées et moins "bruyantes" pour représenter les caractéristiques géographiques - dans ce cas, uniquement les frontières des comtés et des États, mais peut-être aussi dans le cas général ?

L'échantillonnage pourrait se faire au moment du rendu si cela peut être fait efficacement, ou un ensemble de données parallèles pourrait être généré et stocké. J'utilise PostGIS et les lignes sont des multi-polylines générées par shp2pgsql -- mais toute solution permettant de prendre une ligne sinueuse et de la réduire à une ligne plus lisse ayant à peu près la même signification pour un interprète humain serait très utile.

Answer 1

Douglas-Peucker est certainement la bonne approche. Il existe des moyens simples d'accéder à ses implémentations dans PostGIS et QGIS que j'ai pensé ajouter ici pour ceux qui tomberaient sur ce post avec une question similaire. L'objectif est de commencer avec quelque chose comme ceci :

et on se retrouve avec quelque chose comme ça :

Dans PostGIS, Douglas-Peucker est implémenté en tant que simplify la syntaxe, les détails ici à bostongis.org est une variante de :

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

Cela a très bien fonctionné, même sur l'ensemble des données nationales, avec quelques erreurs qui semblent dues à de mauvaises données sous-jacentes. Il s'avère également que dans QGIS, l'élément de menu Tools > Geometry Tools > Simplify Geometries exportera un fichier de forme simplifié de n'importe quelle géométrie et l'ajoutera comme couche à votre projet actuel.

Il s'agit d'un ensemble d'outils assez fondamentaux et j'ai posé la question à un niveau trop bas, bien qu'il ait été agréable d'apprendre les mathématiques sous-jacentes, il existe une bonne explication à ce sujet. ici : http://www.mappinghacks.com/code/PolyLineReduction/ ainsi qu'un exemple de code qui s'avère ne pas être trop nécessaire !

Answer 2

Le problème de la simple suppression de points est que vous pouvez rapidement déformer la forme du polygone d'origine. Il est préférable d'aborder le problème dans l'autre sens : commencez par une approximation de base du polygone, puis affinez-la vers le haut jusqu'à obtenir votre forme complexe.

Un excellent exemple de cette approche est le Algorithme de Douglas-Puecker . Vous commencez avec deux sommets dessinés à partir du polygone complet. Ajoutez un troisième sommet en sélectionnant celui qui est le plus éloigné d'une arête tracée entre les deux premiers sommets. Continuez à ajouter des points jusqu'à ce que vous obteniez quelque chose qui ressemble suffisamment à votre polygone d'origine.

Answer 3

Au lieu de QGIS, je suggère d'utiliser ogr2ogr car il ne supprime pas les polygones !

ogr2ogr output.shp input.shp -simplify 0.0001

Answer 4

Voici un algorithme de lissage itératif simple :

pour chacun des trois points séquentiels sur un chemin quelconque, si le point du milieu n'a pas d'intersection et se trouve à l'intérieur d'un petit angle seuil du chemin direct entre les deux points extérieurs, le supprimer.

Répétez l'opération jusqu'à ce que vous soyez satisfait.

Answer 5

Vous pouvez également essayer l'algorithme de Visvalingam, qui supprime par itération la partie la moins perceptible d'une ligne. Voici une excellente explication de cet algorithme :

• http://bost.ocks.org/mike/simplify/