Sự khác biệt giữa công cụ Tạo Thiessen Polygons (ArcGIS) và công cụ Voronoi Polygons (QGIS) là gì?


12

Đa giác Thiessen có giống với đa giác Voronoi không? Tôi đang sử dụng ArcMap 10 và cả QGIS 2.4 và tôi muốn biết sự khác biệt chính xác (Nếu có) giữa hai phương thức.


Bạn có thể vui lòng mô tả bất kỳ nghiên cứu nào bạn đã thực hiện về chủ đề này và những gì cụ thể bạn cần làm rõ về?
Aaron

1
Chúng tôi đã thực sự có một cuộc thảo luận về việc có nên kết hợp hai thẻ trên meta hay không: meta.gis.stackexchange.com/questions / 377 / giả
Chris W

Câu trả lời:


20

Vâng, họ là những điều tương tự. Trong lĩnh vực GIS, chúng ta có xu hướng gọi chúng là đa giác Thiessen, sau khi nhà khí tượng học người Mỹ thường xuyên sử dụng chúng. Trong các lĩnh vực khác, đặc biệt là toán học và khoa học máy tính, chúng thường được gọi là sơ đồ Voronoi, để vinh danh nhà toán học Georgy Voronyi. Cả hai cách sử dụng đều được chấp nhận.


Mặc dù khái niệm này giống nhau, tôi tự hỏi liệu việc triển khai trong mỗi phần mềm là ...
Chris W

@ChrisW Đó là một câu hỏi đáng giá nhưng là một câu hỏi khá khó trả lời, tôi đoán vậy. Tôi nghĩ rằng, giống như hầu hết các vấn đề không gian, có nhiều hơn một cách để đi đến giải pháp, điều này sẽ gợi ý rằng có nhiều cách triển khai khác nhau.
WhiteboxDev

Xin lỗi, tôi đã được hùng biện nhiều hơn. Tôi chỉ muốn chỉ ra rằng trong khi các khái niệm là như nhau và nhìn chung bạn sẽ nhận được cùng một kết quả (hoặc ít nhất là loại kết quả) trong hai phần mềm, cách chúng đi về nó có thể không giống nhau và kết quả có thể không giống nhau không hoàn toàn giống nhau Về cơ bản lựa chọn đọc nhiều hơn vào câu hỏi có thể thực sự cần thiết, nhưng có thể quan trọng nếu bạn đi đủ sâu.
Chris W

@ChrisW Yep, đó là cách tôi diễn giải câu hỏi của bạn. Và đó là một điểm thực sự hợp lệ mà bạn nêu ra. Tôi nghĩ rằng các chi tiết triển khai trong bất kỳ hai hệ thống GIS nào cung cấp công cụ đa giác Thiessen sẽ dẫn đến những khác biệt nhỏ giống như cách một công cụ tích lũy dòng chảy hoặc lưu vực được áp dụng cho cùng một dữ liệu trong hai hệ thống GIS khác nhau có thể khác nhau đôi chút. Có rất nhiều thứ nằm giữa các hoạt động lý thuyết của một thuật toán và việc thực thi mã máy tính của nó.
WhiteboxDev

@ChrisW Ngẫu nhiên, chính câu hỏi của bạn đã đưa tôi đến khái niệm về phần mềm 'truy cập mở' và Whitebox GAT ngay từ đầu. Nếu OP đã hỏi công cụ đa giác Thiessen của Whitebox GAT hoạt động như thế nào, câu trả lời sẽ đơn giản như nhấn nút 'Xem mã' trên hộp thoại của công cụ. Xem blog được liên kết để biết chi tiết về ý tôi: whiteboxgeospatial.wordpress.com/2014/05/04/
Giả

9

Chúng tôi không thể biết sự khác biệt chính xác vì chúng tôi không thể thấy mã nguồn triển khai của ESRI. Tuy nhiên, trên thực tế, có vẻ như hai triển khai thực hiện sử dụng cùng một phương pháp là bản dịch thô của thuật toán quét đường cổ điển của Steven Fortune .

Ở đây bạn có thể xem mã nguồn thực tế được sử dụng trong QGIS. Nó bao gồm các mô tả sau đây:

For programmatic use two functions are available:

   computeVoronoiDiagram(points)

        Takes a list of point objects (which must have x and y fields).
        Returns a 3-tuple of:

           (1) a list of 2-tuples, which are the x,y coordinates of the
               Voronoi diagram vertices
           (2) a list of 3-tuples (a,b,c) which are the equations of the
               lines in the Voronoi diagram: a*x + b*y = c
           (3) a list of 3-tuples, (l, v1, v2) representing edges of the
               Voronoi diagram.  l is the index of the line, v1 and v2 are
               the indices of the vetices at the end of the edge.  If
               v1 or v2 is -1, the line extends to infinity.

   computeDelaunayTriangulation(points):

        Takes a list of point objects (which must have x and y fields).
        Returns a list of 3-tuples: the indices of the points that form a
        Delaunay triangle.

Bây giờ chúng ta không thể thấy mã độc quyền của ESRI điều khiển công cụ của họ , nhưng mô tả tài liệu của họ ngay lập tức cho thấy rằng cơ sở đằng sau cả hai công cụ là như nhau:

Đa giác proximal Thiessen được xây dựng như sau:

Tất cả các điểm được tam giác thành một mạng không đều tam giác (TIN) đáp ứng tiêu chí Delaunay. Các đường phân giác vuông góc cho mỗi cạnh tam giác được tạo ra, tạo thành các cạnh của đa giác Thiessen. Vị trí mà tại đó các đường phân giác giao nhau xác định vị trí của các đỉnh đa giác Thiessen.

Các sắc thái thực tế của mã điều khiển cả hai rõ ràng là khác nhau, vì nó đã được chứng minh rằng bản dịch của Bill Simon đã biết các lỗi không có trong phiên bản của ESRI.

Có (như đã nêu trong các ý kiến ​​ở trên) một số cách khác nhau để tạo sơ đồ Voronoi, ngay cả trong GIS, như phương pháp dựa trên raster này . Ngoài ra còn có các phương pháp dựa trên vectơ khác để tạo sơ đồ Voronoi trong GIS.

Có một số ưu điểm và nhược điểm của từng phương pháp. Ví dụ, thuật toán của Fortune tương đối nhanh và được ghi chép tốt, nhưng hiện tại không có cách nào để tạo sơ đồ Voronoi có trọng số nhân bằng cách sử dụng triển khai trực tiếp của mình.

Các phương pháp raster thường chậm hơn nhiều về mặt tính toán nhưng cho phép tạo ra các loại sơ đồ Voronoi khác nhau ( như sơ đồ Voronoi điểm xa nhất ) mà không cần phát minh lại phương pháp hoàn toàn.

Tiết lộ đầy đủ: Tôi đã làm việc như một trợ lý nghiên cứu cho giáo sư, người đã viết bài báo cho phương pháp dựa trên raster để tạo ra Biểu đồ Voronoi.


TL; DR: Mặc dù việc triển khai thực tế khác nhau đôi chút, nhưng chúng dựa trên cùng một thuật toán và cả hai sẽ tạo ra kết quả giống nhau (ngoài một số trường hợp cạnh tạo ra các lỗi được ghi trong câu hỏi của Dan Patterson ở trên).

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.