多尺度空间实体多目标相似性度量

多尺度空间实体的相似性度量是制图自动综合质量评价、自适应空间实体多尺度表达等领域关注的基本问题.提出一种顾及距离、拓扑、方向关系的多尺度空间实体相似性度量模型,分析模型与多尺度空间实体的数量特征综合程度指标的相互竞争关系,形成一个多目标最佳优化问题,用帕累托最优化方法构建了多尺度空间实体的集值相似性标准.实验结果表明,空间相似性图形距离、空间相似度是科学有效的多尺度空间实体相似性度量指标,而帕累托集值相似性标准比独立的数量特征综合程度或几何相似性包含更多的信息.     

多尺度空间关系相似性研究

如何快速、自动地实现多尺度地图自动综合结果质量评价,对提高空间数据质量、加快空间数据生产周期等具有重要意义.本文在综合考虑拓扑关系、方向关系和距离关系的基础上,基于SRM模型提出了基于面状目标的空间关系相似性的度量方法,为地图自动综合提供空间关系评价和维护的参考.     

利用约束满足问题进行多洞面实体相似性度量

多洞面实体作为现实世界的抽象,主要用来表示拥有多个内部边界的地理实体,如包含多个湖泊的区域,或带有岛屿的湖泊。为了度量这些空间实体,提出了一种顾及多约束的多洞面实体相似性度量模型,该模型将多洞区域看做微场景,将洞视为空间对象,洞之间的方向表示为空间分布关系。顾及复杂多洞面实体中洞与洞之间的方向、几何形状等约束条件,利用傅里叶描述子来描述洞的形状,使用方向特征矩阵来表示洞之间的分布,将相似性度量过程转换变成满足约束条件问题。利用由结点和边组成的关联图对约束条件的匹配过程进行描述。采用伊朗西北部的乌鲁米耶湖作为实验数据,对其不同年份的形态进行相似性度量,实验结果表明该方法简单可行且不失精度。     

多尺度地理空间线状目标形状相似性的度量

本文研究了多尺度地理空间线状目标相似关系的表达与度量问题.基于Douglas-Peucker算法,通过对线状目标形状的分析,从几何学的角度,给出了衡量基本图形中折线与线段之间形状相似度的两个重要参量.按照图形特征,利用分类讨论的方法,建立了多尺度地理空间线状目标形状相似性的计算模型.最后通过实例的计算验证了该度量方法的可行性.     

多尺度空间线状实体形状相似关系的表达与度量

本文对空间数据多尺度表达中线状实体综合前后的形状相似性进行了描述、分析和研究。通过调查统计,得出了衡量线状实体形状相似程度的两个重要参量SIMⅠ、SIMⅡ,基于这两个参量给出了空间线状实体形状相似性的定义以及在不同尺度下线状实体形状相似性的度量方法,并用实例进行验证。为空间数据多尺度表达时线状实体的形状表达提供了一种分析和评价手段。     

基于粗集的多尺度空间拓扑关系不确定性定量评价模型

空间拓扑关系不确定性的定量评价可为多尺度拓扑关系一致性的自动评价、空间推理与空间查询等应用的可靠性提供依据。定义了基于几何度量的拓扑距离,构建了拓扑关系不确定性的粗集表达模型;提出了不确定性粗集表达中拓扑距离的量化方法;进而提出了基于粗集的多尺度空间拓扑关系不确定性度量指标。实例研究证明了本文提出模型的科学性与合理性,该方法可用于多尺度表达过程中引起的拓扑关系不确定性的定量评价。     

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。     

一种形状多级描述方法及在多尺度空间数据几何相似性度量中的应用

利用多级弦长函数和中心距离函数从全局整体到局部细节逐级描述几何形状,建立通用多尺度空间数据几何相似性度量模型。基于高斯概率统计模型改进传统的Hausdorff距离,引入信息检索中的相关反馈技术解决相似度量模型中各指标阈值的确定问题。最后将相似度量模型分别应用于不同比例尺数据匹配和空间目标化简前后的相似度量,试验表明,基于该描述方法的相似度量模型可有效实现不同比例尺水域数据的匹配和相似度量。     

几何地理要素的相似性度量方法研究

几何地理数据相似性是地理数据匹配处理的基础,决定着地理数据匹配结果的成功率和准确率。本文分别从点、线、面3个角度对几何地理数据的相似性进行深入分析,通过对点、线、面三种地理要素特点的深入研究,给出了几何地理数据的相似性算法和度量模型。通过实验,初步验证了所提算法的可行性,为地理数据的相似性匹配研究奠定了基础。     

空间点群目标相似度计算模型及应用

为了研究点群目标的相似性问题,整合了与点群目标有关的拓扑关系、方向关系、距离关系、分布范围和分布密度5种要素,这5种要素是影响点群目标相似度的主要因子。根据这5种因子的特点,提出了各个因子相似度的计算模型,最后得到了点群目标之间相似度的总体计算模型。经过验证,该方法能准确地计算点群目标之间的相似程度,符合人们的日常认知。     

多尺度时空数据的集成与对象进化模型

多尺度时空数据集成的根本目的是增加信息量.本文通过对时空对象变化过程的分析,指出对象进化的结果不仅是特征的变化,还包括机制的变化,其直接动力是对象行为,其根本原因是其内在机制,时空事件起着对象间信息通道的作用,据此提出对象进化模型,该模型可作为多尺度时空数据集成的结构性基础,在反映时空现象的演变过程,特别是异构演变过程,以及在这个过程中产生的因果关系的同时,还可以保留时空数据的不同时间尺度和空间尺度特点,从而达到增加时空数据库的信息量的目的.文中给出了该模型基于关系型数据库的一个结构示例.根据多空间尺度数据的特点,本文最后还提出了一个时空数据组织体系,用于指导数据访问过程.     

空间索引与多尺度表达的一体化模型研究

在分析各种常用索引的基础上,依据各自的适用范围,提出了对点对象建立格网索引,对线、面对象建立改进四叉树索引的组合优化策略。设计的改进四叉树索引避免了传统四叉树的重复索引,提高了数据访问的效率。     

利用弯曲度半径复函数构建综合面实体相似度模型

面实体的边界线在某点两侧割线夹角是对边界线在该点的弯曲程度和凸凹性的反映,该点与其所在几何实体边界线的中心距离又可以对面实体形状的整体进行描述,通过边界线上某点的中心距离和夹角组成复数,并对其进行快速傅里叶变换得到傅里叶变换系数,利用傅里叶系数构造描述形状的特征向量,该向量即为傅里叶形状描述子,作为对面实体形状相似度的度量.将面实体的空间位置、形状、大小等相似度通过加权综合获得一种综合空间相似度度量模型,利用此模型对面实体进行匹配试验结果表明,本文算法能够有效地进行面实体的匹配.     

利用多级弦长弯曲度复函数构建复杂面实体综合形状相似度量模型

介绍了一种复杂带洞面实体空间对象的几何相似度度量方法。该方法提取面实体的中心距离、轮廓线的多级弦长、弯曲度及凸凹性等特征,构造多级弯曲度半径复函数对其局部和整体特征进行描述,并通过傅里叶变换得到傅里叶形状描述子对面实体间的形状相似性进行度量。同时根据场景完整度和相似性度量模型计算复杂带洞多边形中每个场景的匹配度,利用多级特征完成复杂面实体间的几何相似性度量。对不同空间复杂度的面实体的几何相似性的度量试验表明,该方法简单可行且不失精度,结果符合人类认知。     

热红外目标的多标度分形识别模型

利用机载热红外成像光谱仪(TASI)获取的热红外图像,进行了温度与比辐射率分离,然后采用多标度分形模型进行阈值分割,建立了一种新的热红外影像目标探测方法。实验结果表明,温度的空间分布具有多标度分形特征,即对lgL(r)与lgr进行分段拟合。利用多标度分形模型提取的温度阈值进行城市热红外影像的精细目标识别,并成功提取了建筑物目标。     

空间目标增量时空变化分类模型

增量发布模式的实现首先需要确定空间目标产生的增量时空变化,提出了一种层次化的增量时空变化分类计算模型,分别计算空间目标现实世界的整体状态差、空间目标数据库中的整体状态差、空间目标空间状态差,其中空间状态差的计算选择空间目标维数、尺寸、形状和位置4个测度.根据4算子取值集合确定单空间目标的基本增量时空变化,并通过组合基本增量时空变化构造单空间目标和多空间目标的复杂增量时空变化.     

一种空间关系相似性约束的居民地匹配算法

从分析人在寻找陌生地物时的思维习惯入手,在居民地匹配过程中引入了空间关系相似性约束。对两个居民地之间的拓扑关系、距离关系和方向关系的相似性进行了分析,并提出了符合人认知习惯的离散化计算方法。在匹配过程中,以突出居民地作为起始对象,以已匹配居民地作为参照,对未匹配居民地按空间邻近原则进行广度优先搜索,利用空间关系相似性约束来缩小匹配目标备选集,实现了空间关系有序的精确匹配。最后,对已匹配对象实施了基于邻近对象空间关系相似性校验的匹配质量检查。实验结果表明,该算法在待匹配数据位移较大、居民地对象形状同质化较高的情况下优势明显,能够有效提升匹配精度。