地图上等高线信息度量的层次方法研究

地图信息定量度量是地图学研究一个基础问题,亦是评价地图设计、地图综合、制图质量的一个重要依据。本文以等高线地图为例,提出了一种基于空间认知的等高线信息的层次度量方法。首先,分析了现有基于Shannon 信息论的地图信息度量方法。然后解析了地图等高线信息的产生原理,并将等高线信息划分为三个层次,分别为单条等高线信息度量层次（即元素层次）、基本地貌单元邻接等高线信息度量层次（即邻域层次）、全局地图等高线信息度量层次（即整体层次）。在此基础上,依据空间信息多样性和差异性特征,分别建立了各层次信息定量度量方法。最后,通过实验初步验证了本文所提的等高线信息定量度量方法的合理性和正确性。     

面状地图空间信息度量方法研究

如何计算地图的空间信息含量是评价制图质量、地图综合算法以及实现空间信息有效传输的重要基础。本文在详细分析现有的空间信息度量方法的基础上,提出了一种度量面状地图空间信息的新方法。该方法分别从几何、专题、拓扑以及专题拓扑四个方面来度量地图空间信息。通过算例分析发现,本文方法便于定量计算和分析地图空间的信息量。     

遥感影像信息度量与分析方法研究

测绘,计算机、通信等技术的发展,使得空间数据量持续增长并呈现出鲜明的异构性,尤其是步入大数据时代,数据来源纷呈、数量激增。作为空间信息的主要载体,高质量遥感影像一直是遥感工作者孜孜追求的目标。时至今日,海量遥感数据与有效信息匮乏之间的矛盾日显突出。不言而喻,"信息"是遥感影像数据的基本和核心。如何合理而有效地对遥感影像进行信息度量与分析,对进行遥感影像数据信息挖掘具有极其重要的意义。除了为遥感影像信息提供定量的指标,对遥感影像处理过程进行定量的信息分析,对于改善影像处理的性能也具有重要的指导作用。影像信息的度量一直是一个复杂有争议的问题,虽然已有一些对信息的描述方法,但是至今仍没有一个全面有效的解决方案。信息论作为信息科学中一门普适性的理论,已经逐渐渗透到遥感领域中来。本文以信息论为主要理论支撑,以信息测度为主线,结合遥感影像的特点,对遥感影像的信息度量方法与分析方法进行了研究。通过对遥感影像的统计特性和信息测度的详细分析,并结合现有研究成果和方法,建立遥感影像信息度量与分析框架,研究了顾及空间相关的空间熵度量方法、顾及噪声与相关性的多波段影像信息度量方法、遥感影像降质过程的信息传输率影像复原的性能限等关键问题。本文主要的研究工作和创新之处体现在:第一,系统总结了现有遥感影像信息度量的方法,噪声评价方法,以及信息理论在遥感领域应用的研究现状。对现有的研究方法进行了归纳、总结,分析现有方法的优势与存在的不足。第二,研究了用于遥感影像的信息熵与互信息测度,以及用于影像信息分析的信息率失真理论。分析了影响遥感影像信息度量的主要因素,建立了以信息论为基础的遥感影像信息度量与分析框架,为遥感影像的信息度量与分析方法提供理论模型,构建了用于信息度量的信源熵模型和用于成像过程信息分析的互信息模型。第三,分析了影像空间相关对影像信息度量的影响,研究了一种基于简化的马尔科夫随机场的空间熵测度方法,在顾及空间相关的基础上用以度量遥感影像的信息量。并与有代表性的影像信息度量方法进行对比分析,验证空间熵信息测度的有效性。并将影像的空间熵测度推广到两幅影像共同信息的度量,并将其应用于分析遥感影像融合过程中的有效信息流量。第四,对现有的遥感影像噪声评价方法进行了全面的总结,分析了现有技术方法的特点和不足,在此基础上,提出一种改进的散点图噪声估计方法,可以提高遥感影像噪声估计的精度与稳定性。在影像噪声估计与去相关的基础上,研究了一种基于广义高斯分布(GGD)和参数熵模型的多波段影像信息测度方法。该方法通过一种无损压缩编码(DPCM编码),在不损失影像信息的情况下对影像进行去相关处理,通过去相关处理消除影像波段内和波段间的信息冗余。通过对不相关的影像数据分布进行去卷积处理获取无噪且不相关的影像信号的概率密度函数,去除噪声的影响。该方法可以很好地度量多波段影像的有用信息量,也可对多光谱影像灰度信息与纹理信息进行综合分析。第五,针对降质成像系统的特点,即观测数据受到系统点扩散函数(PSF)和噪声的降质作用,提出一种顾及PSF和噪声的条件互信息测度方法,用以量化通过成像系统的信息传输率。对于成像过程的信息传递的分析有利于对成像场景信息的预判,将成像过程的信息传输率应用于遥感影像复原性能限的推导。针对降质影像复原的性能限问题,提出了一种基于信息率失真理论的影像信息分析方法。该方法以MSE(MeanSquaredError)为失真度度量参数,用率失真函数R(D)的反函数失真率函数D(R)求解影像复原的性能限,从而为遥感影像复原算法提供理论指导。     

地图信息度量的方法及其应用

回顾了信息论在地图学中的发展,并在此基础上总结了地图信息度量的方法,归纳了地图各类型信息的度量方法,分析了地图信息度量在地图信息理解方面、基于信息传输的制图综合评价以及空间分析等多个领域的广泛应用。     

利用树编辑距离的等高线拓扑相似性度量方法

已有的拓扑相似性度量方法主要通过目标之间拓扑关系统计均值的差值,衡量目标之间的拓扑相似程度,在拓扑变化复杂区域由于拓扑关系的增减互补易产生度量误差。为此,提出一种顾及拓扑结构差异的等高线群拓扑相似性度量方法;引入Zhang-shasha算法将等高线群之间的拓扑变化转化为等高线树之间的转换编辑操作;构建基于树结构的拓扑差异表达;并利用动态规划方法求解等高线树之间的转换编辑距离;进而量化度量等高线群间的拓扑结构相似度。模拟数据实验和真实数据实验表明,该方法顾及了拓扑结构差异,能够有效度量多源多尺度等高线数据之间的拓扑相似程度,减少度量误差。     

物理量的度量模型及其在测绘学中的应用

对地物物理量的度量是获得地物相关信息的重要手段,它是制作地图的依据和信息源泉。地物物理量的度量模型,由度量对象 ,度量基准 ,度量单位 和度量结果 构成。地物的某一物理性质 ,存在度量基准 , 到 的距离函数 包含度量单位 的数量即度量结果 。对通过对测绘学中的大地坐标、高程、地物的时间坐标(寿命) 、质量等方面的应用,阐释了地物物理量的度量模型的实用价值和科学解释功能。     

线要素几何信息量度量方法"

提出了基于弯曲的线要素几何信息量的度量方法。首先利用拐点识别线要素弯曲,将线要素几何结构分解为一组有序弯曲。进而基于地图信息产生的差异性和多样性特征本质,从元素层次的弯曲形态、邻域层次的弯曲拓扑和整体层次的弯曲分布来描述弯曲序列的空间特征,并提出相应的几何信息分类,即弯曲几何形状信息、弯曲几何拓扑信息和弯曲几何分布信息。然后针对不同类型的几何信息,分别建立各层次空间特征描述指标,在此基础上提出相应的信息量度量方法。实验验证了本文方法的可行性和合理性。     

点位信息度量模型及其在曲线化简中的应用

曲线点位信息的度量在空间数据综合和多尺度表达方面有着重要的作用,提出一种点位信息度量模型,并将其应用于曲线化简过程中。实践表明,该模型可有效地识别数字曲线上对曲线精度和形态保持起重要作用的特征点。     

一种道路路口和拐点的识别与重要性度量方法

道路路口和拐角是地图制图、地图综合和相关制图规范中经常涉及的一个空间概念,而空间概念的建模、度量和特征识别是地图综合和GIS的难点之一。本文提出了道路路口和拐角的识别与重要性定量度量方法。首先,分析了道路路口和拐角的概念和空间特征,然后,设计了识别算法和步骤,并制定了道路路口重要性的定量度量方法。实验分析表明:本文方法能够正确识别道路路口和拐角,且路口重要性指标能够反映区域地理特点。     

遥感信息处理不确定性的可视化表达

如何全面、准确地度量和可视化表达遥感信息处理中不确定性的程度和空间分布方式,是遥感信息不确定性研究的关键问题之一.传统的度量方法(例如误差矩阵)是将以训练样本集为基础的度量作为总分类精度的度量,而我们需要估计模型对于"样本外数据"的性能.本文首先利用信息论和粗糙集理论等度量遥感分类影像属性信息的不确定性,提出基于像元、目标和影像的遥感信息不确定性度量指标;然后分别描述了基于不同度量指标的可视化表达方式,并对我国黄河三角洲地区的Landsat TM影像进行了分类信息不确定性度量和可视化表达实验.     

等高线空间关系研究

地形图上等高线相互之间的空间关系是人们分析地形的重要依据,也是利用GIS模拟地形图认知能力的一个重要出发点在利用计算机模拟人们判读地形图的过程中面临的一个关键问题是：如何在计算机环境下有效地描述、表达及计算等高线空间关系,本文从空间认知的需求出发,在等高线空间关系分类的基础上,利用图论中的树结构(等高线树)形式化表达等高线空间关系,在Voronoi邻近的基础上建立了计算机可执行的等高线空间关系计算方法。     

地图上居民地空间信息的特征度量法

地图的基本功能之一是载负和传输空间信息。地图空间信息量是衡量地图上空间要素及其关系与要素空间分布状况复杂程度的定量描述指标,可为制图综合和质量评价提供依据。本文以地图上居民地空间信息度量为研究对象,从地图空间信息的本质特征出发,结合空间信息认知的层次性特点,将居民地空间特征划分为三个层次,并相应地将其空间信息构成划分为：元素层次居民地面要素的几何形态信息、邻域层次相邻居民地的空间关系信息、整体层次居民地的聚群结构信息。进而,分别建立三个层次空间特征的定量描述指标,在此基础上建立基于空间特征的几何形态信息、分布关系信息和聚群结构信息度量方法。最后,通过试验分析验证了所提方法的合理性和优越性。     

地形图等高线的测绘方法

等高线是地形图的重要元素,本文详细介绍等高线的特征,以及测绘地形图等高线的过程和方法.通过对航空摄影测量中几种测绘等高线的方法进行比较.总结出利用全数字摄影测量系统配合其他软件测绘等高线的方法不但精度高,而且实用快捷.     

面向区域与要素的城市1∶2000地形图数据库增量更新方法

大比例尺地形图数据库的更新是一项长期的重要任务。本文分析了1∶2000地形图数据库快速更新的难点,提出了一种航空摄影与卫星遥感、区域更新与要素更新相结合的大比例尺地形图数据库半自动快速更新方法。采用变化检测方法从更新前后卫星遥感影像中提取变化区域和变化要素,然后分别采用面向区域和面向要素的方法从高分辨率航空影像上测量变化地物,最后通过半自动空间实体匹配的方法建立现状库与历史库中要素的回溯关联,从而实现地形图数据库的半自动增量式快速更新。利用该方法对中山市东区的1∶2000地形图进行了更新试验。试验结果表明,引入卫星影像进行自动变化检测后,在航空影像上分区域和要素两种模式采集更新城市大比例尺地形图数据库,效率比传统方法提高25%。     

利用AutoCAD二次开发实现地形图高程点与等高线错误自动查找

论述了数字地形图中产生高程点与等高线错误的可能原因,分析了高程点和等高线在地形图中的空间位置关系及作为判断条件的数学关系,论述了解决问题的办法和判断规则,展示了通过编制计算机程序实现找出其错误的核心代码,此研究对于减轻质检人员在检查数字地形图的高程点与等高线错误时的劳动强度和提高工作效率很有意义。     

利用Adobe Illustrator CS2制作1∶50000影像地形图的生产工艺

制作影像地形图是一种地图新产品的有益尝试。在矢量线划地形图上叠加影像,影像丰富的纹理和色彩信息增强了地形图在地形地貌方面信息的表达,同时在影像上叠加一定的矢量要素,又弥补了单纯影像不能定量和指示性欠缺的不足。在生产实践中,该产品的作业方法同传统地形图制作有区别又有联系。针对这一新产品,本文提供了一种利用Adobe Illustrator CS2制作1∶50 000影像地形图的生产工艺。     

MapGIS、Section与Surfer软件在处理氡等值线图中的应用

介绍了综合运用MapGIS与Section绘制氡等值线图的步骤和方法,并与Surfer软件进行对比分析,比较2种方法的优缺点.MapGIS结合Section简化了绘制的氡等值线图的步骤,与测区地形地质图套合方便,但插值方法较少;Surfer绘制的氡等值线图操作简单插值方法较多,但与测区地形地质图套合较为复杂.最后在Su...     

利用AutoCAD VBA实现地形图图廓的批量生成

图廓整饰是地形图的重要因素。在实际生产中,地形图往往按一定区域进行作业,数量大。如果单幅上图廓,工作量大,而且图幅接合表信息及其他整饰信息容易出错。用程序进行批量上图廓则会减轻工作量,减少不必要的错误。本文介绍DWG格式的大比例尺地形图图廓的生成方法。     

基于“北斗”海上智能交通系统安全模型研究

首先探析了北斗卫星导航定位通信功能优势。提出基于北斗卫星的海上智能交通系统技术体系,构建了北斗卫星海上智能交通系统安全模型。建立了“北斗”航标安全系统。     

一种基于Fréchet距离的断裂等高线内插算法

等高线内插是提高地形图精度的一个常用手段，在地图综合等领域中有很重要的作用。在实际地形图数据库中，等高线除了存在完整的计曲线以外，还有一部分断裂的首曲线。已有的等高线内插研究中未考虑对此类数据的处理，为此，本文提出了一种基于Fréchet距离的断裂等高线内插算法。首先提出了等高线度量关系的计算方法，然后对等高线的节点均匀加密，并利用Fréchet距离进行相似度判断以选择参考等高线，最后根据“最近点”的方式进行插值。通过对江苏某地区实际数据的试验，验证了该算法的合理性，对于鞍部地区的内插，有更好的适应性和准确性。