多尺度矢量地圖空間目標(biāo)匹配方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、尺度和現(xiàn)勢(shì)性(或時(shí)態(tài))是地理數(shù)據(jù)的兩個(gè)最基本的特征。不同尺度的地圖數(shù)據(jù)表達(dá)了地理空間現(xiàn)象或?qū)嶓w在不同詳細(xì)程度的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)；而不同時(shí)態(tài)的數(shù)據(jù)則表達(dá)了地理空間現(xiàn)象或?qū)嶓w的變化過程、趨勢(shì)或規(guī)律。隨著基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)“原始積累”階段的逐步完成和共享應(yīng)用的日漸頻繁，地理數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性問題已日益凸現(xiàn)。當(dāng)前國(guó)際GIS和制圖學(xué)界就基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的更新提出了一個(gè)前景可觀的更新方案，即利用已更新的較大比例尺地圖數(shù)據(jù)去更新較小比例尺地圖數(shù)據(jù)，研究?jī)?nèi)容包括：從較

2、大比例尺地圖數(shù)據(jù)中探測(cè)變化、變化的自動(dòng)綜合、更新的傳播以及不一致性處理。其中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是變化探測(cè)，這主要需要目標(biāo)匹配技術(shù)的支持。
　　 當(dāng)前已有目標(biāo)匹配方法大多針對(duì)線目標(biāo)提出，而且多適用于相同(或相近)比例尺的地圖目標(biāo)，而對(duì)于多尺度地圖目標(biāo)間的匹配問題，則需要發(fā)展新的匹配方法。鑒于此，本論文首先對(duì)現(xiàn)有目標(biāo)匹配方法的特點(diǎn)、適用對(duì)象、適用條件和不足等進(jìn)行了系統(tǒng)、全面的歸納，分析了多尺度地圖環(huán)境下目標(biāo)匹配內(nèi)容、特點(diǎn)、難點(diǎn)及模式。在

3、此基礎(chǔ)上，圍繞多尺度地圖空間目標(biāo)匹配問題，提出了一套從空間索引(粗匹配)→層次匹配方法→匹配結(jié)果定量評(píng)價(jià)→變化探測(cè)(匹配方法的應(yīng)用)等較為完整的理論和方法。本文主要研究?jī)?nèi)容和貢獻(xiàn)包括：
　　 1.從地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)更新的過程闡述了目標(biāo)匹配技術(shù)的關(guān)鍵作用，詳細(xì)回顧了當(dāng)前國(guó)際GIS界圍繞地圖空間目標(biāo)匹配方法所取得的研究進(jìn)展，分析總結(jié)了當(dāng)前研究亟需解決的主要問題和發(fā)展多尺度空間目標(biāo)匹配方法的迫切需求。
　　 2.基于層次理論基本

4、思想，從幾何位置、語(yǔ)義和空間關(guān)系三方面系統(tǒng)研究了GIS空間數(shù)據(jù)的層次表達(dá)方法，在為復(fù)雜系統(tǒng)提高管理和處理效率提供理論依據(jù)的同時(shí)，亦為層次索引方法的提出奠定基礎(chǔ)。
　　 3.結(jié)合層次理論基本思想和城市形態(tài)學(xué)原理，對(duì)GIS空間進(jìn)行不規(guī)則劃分，并建立層次索引，克服了規(guī)則網(wǎng)格索引方法索引記錄冗余的缺陷，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間目標(biāo)快速有效地檢索和管理，拓展了現(xiàn)有空間索引方法分類框架，亦為多尺度面目標(biāo)匹配提供“粗略匹配”作用。
　　 4.探討

5、了已有目標(biāo)匹配方法的分類、用途和多尺度地圖間空間目標(biāo)匹配方法的分類，分析了不同類型目標(biāo)間多種匹配模式及相應(yīng)匹配策略，重點(diǎn)研究了面目標(biāo)與線目標(biāo)之間、以及面目標(biāo)與面目標(biāo)之間的匹配問題，建立了較為完整、統(tǒng)一的適用于多尺度矢量地圖空間目標(biāo)的幾何匹配解決方案。
　　 5.在多尺度地圖空間目標(biāo)匹配的基礎(chǔ)上，基于信息論原理進(jìn)一步分析了空間數(shù)據(jù)加工處理過程中地理空間信息的傳輸過程，構(gòu)建了地理信息傳輸模型，進(jìn)而從地理信息傳輸?shù)慕嵌劝l(fā)展了多尺度地圖