从自然到空间-认识Voronoi(泰森多边形)
发布网友
发布时间:2024-10-23 21:37
我来回答
共1个回答
热心网友
时间:2024-10-26 00:37
自然界的奇妙之处在许多细节中体现,如叶脉的精细网状、蜻蜓翅膀的复杂排列,乃至长颈鹿的斑点分布,甚至大地的裂缝和蜂窝结构,无不展示了Voronoi结构的美学与科学价值。这种独特的结构源于荷兰气象学家A·H·Thiessen的创新,他通过将气象站连成三角形,垂直平分每条边,形成了描述区域降雨强度的泰森多边形,即Voronoi图的雏形。
泰森多边形的核心特性包括:每个多边形内仅包含一个特定的气象站数据,区域内所有点都与其最近;边界上的点到两边的气象站距离相等。这种结构在数据分析中有着广泛的应用,如定性分析区域特性、基于数据的统计分析,以及快速判断数据点的邻近关系。例如,南京艺术学院范耀明通过信息图表展示了Voronoi图的绘制方法、应用领域和其在自然界的体现,如空气质量监测中的NO2浓度分布。
空间中,Voronoi图更是大放异彩,如英国布里斯托尔空气质量图,清晰展示了不同区域的NO2浓度分布。Voronoi图在地图和图表可视化中扮演着关键角色,如北京海淀区的停车场分布和基于Mapbox GL的Voronoi图,展示了空间数据的直观呈现。而antv G2等工具的出现,进一步提升了Voronoi图的可视化效果。
在更深层次的研究中,Voronoi结构甚至延伸到生物领域,如奶牛和花豹身上的花纹分布,以及宇宙星系的分布,这些都可能是Voronoi规律的体现。参考资料如Voronoi形态研究、Tableau的专业内容和Behance上的设计作品,为我们提供了深入探索这一主题的更多线索。