ティーセンポリゴンの作成ツール(ArcGIS)とボロノイポリゴンツール(QGIS)の違いは何ですか?


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ティーセンポリゴンはボロノイポリゴンと同じものですか?ArcMap 10とQGIS 2.4を使用していますが、2つの方法の正確な違い(ある場合)を知ってください。


このテーマに関して行った研究について、具体的に説明してください。
アーロン

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私たちは、実際にメタ上の2個のタグを組み合わせるべきかどうかについての議論を持った:meta.gis.stackexchange.com/questions/3677/...
クリス・W

回答:


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はい、それらは同じものです。GISの分野では、頻繁に使用するアメリカの気象学者にちなんで、それらをティーセンポリゴンと呼ぶ傾向があります。他の分野、特に数学とコンピューターサイエンスでは、数学者のゲオルギーヴォロニーに敬意を表して、一般にボロノイ図と呼ばれます。両方の使用が許容されます。


コンセプトは同じですが、私は疑問に思う各ソフトウェアでの実装がある場合...
クリス・W

@ChrisWそれは価値のある質問ですが、答えるのはかなり難しい質問だと思います。ほとんどの空間の問題と同様に、解決策に到達する方法は複数あると思います。これは、異なる実装があることを示唆しています。
WhiteboxDev 14

申し訳ありませんが、もっと修辞的になりました。概念は同じでしたが、2つのソフトウェアで一般的に同じ結果(または少なくとも結果のタイプ)が得られますが、その方法は同じではない可能性があり、結果はまったく同じではありません。基本的には、実際に必要と思われる以上の質問を読むことを選択しますが、十分に深く掘り下げると問題になる可能性があります。
クリスW 14

@ChrisWうん、それが私があなたの質問を解釈した方法です。そして、それはあなたが提起する本当に有効なポイントです。ティーセンポリゴンツールを提供する2つのGISの実装の詳細は、2つの異なるGISの同じデータに適用された流れの蓄積または流域ツールがわずかに異なるのと同じようにわずかな違いにつながると思います。アルゴリズムの理論的な動作とコンピューターコードの実装の間には、多くの違いがあります。
WhiteboxDev 14

@ChrisWちなみに、そもそも「オープンアクセス」ソフトウェアとホワイトボックスGATの概念に私を導いたのはまさにあなたの質問です。OPがWhitebox GATのティーセンポリゴンツールの仕組みを尋ねた場合、答えはツールのダイアログの[コードの表示]ボタンを押すだけです。私が何を意味するかの詳細については、リンクのブログを参照してください。whiteboxgeospatial.wordpress.com/2014/05/04/...
WhiteboxDev

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ESRIの実装のソースコードを確認できないため、正確な違いを知ることはできません。ただし、2つの実装は実際、Steven Fortuneの従来のスイープラインアルゴリズムの大まかな変換と同じ方法を利用しているように見えます

ここでは、QGISで使用される実際のソースコードを見ることができます。次の説明が含まれています。

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.

現在、ツールを駆動するESRI独自のコードを見ることができませんが、ドキュメントの説明から、両方のツールの背後にある基礎が同じであることがすぐにわかります。

ティーセンの近位ポリゴンは次のように構築されます。

すべてのポイントは、ドロネー基準を満たす三角形分割不規則ネットワーク(TIN)に三角形分割されます。各三角形のエッジの垂直二等分線が生成され、ティーセンポリゴンのエッジが形成されます。二等分線が交差する位置によって、ティーセンポリゴンの頂点の位置が決まります。

2つを駆動するコードの実際のニュアンスは明らかに異なります。ビルサイモンの翻訳には、ESRIのバージョンには存在しない既知のバグがあることが実証されているからです。

(上記のコメントで述べたように)このラスターベースの方法論のように、GISでもボロノイ図を生成する他のいくつかの異なる方法があります。GISでボロノイ図を生成する他のベクトルベースの方法もあります。

それぞれの方法には、いくつかの長所と短所があります。たとえば、Fortuneのアルゴリズムは比較的高速で十分に文書化されていますが、現在のところ、直接実装を使用して乗法的に重み付けされたボロノイ図を生成する方法は知られていません。

ラスター法は一般に計算がはるかに遅くなりますが、方法論を完全に再発明することなく、異なるタイプのボロノイ図(最も遠い点のボロノイ図など)を作成できます。

完全な開示:私は、ボロノイ図を生成するためのラスターベースの方法論に関する論文を書いた教授の研究助手として働いてきました。


TL; DR:実際の実装はわずかに異なりますが、同じアルゴリズムに基づいており、両方とも同じ結果を生成するはずです(上記でリンクされたDan Pattersonの質問で指摘されたバグを生成するいくつかのエッジケースを除く)。

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