一种彩色栅格地图注记识别方法

栅格地图中的注记包含了丰富的地理位置信息,传统的栅格地图注记识别方法在识别过程中将注记和其对应的地理要素相分离,因此难以处理倾斜注记和弯曲注记。以连通域单元为基本处理对象,提出了一种基于几何特征的彩色栅格地图注记识别方法。首先利用连通域单元的方向、尺寸、密度、邻域四个特征提取注记像素集合,然后通过地理要素中心线对非水平注记进行方向确定,最后对注记进行聚类和重新排列,完成注记识别。通过对GoogleMap（谷歌地图）瓦片中的注记进行提取和识别实验,证明了该方法的合理性和有效性。     

分布依存规则指导的空间数据冲突探测与一致性改正

作为空间数据质量的重要方面,一致性关系维护在多源数据集成建库与一致性更新中扮演重要角色。相较于同一要素类目标间发生的拓扑不一致,不同要素类目标间的不一致问题通常表现为深层次的分布模式不匹配,语义关系逻辑矛盾等,实施一致性维护困难得多。本研究从地理学第一定律出发,将不同性质地理实体空间分布上形成的依存关系作为一致性评价的依据。首先,总结归纳了位置共享、结构关联、区域包含3种不同类型的分布依存关系,并形式化表达为一致性约束规则;然后,探讨了违背不同类型约束规则的冲突现象探测与一致性改正方法。本研究从地理学角度认知空间数据质量问题,通过知识工程手段,引入分布依存知识作为一致性处理的依据,对扩宽空间数据质量的研究思路具有意义。     

空间数据连续尺度表达的矢量金字塔模型

连续多尺度表达是当前地图制图领域中的热点问题之一,常规地图采用多级瓦片剖分、多版本存储技术实现空间多尺度表达,存在数据量冗余、跨级别不一致、瓦片间尺度跳跃大等问题。结合传统地图综合、多尺度表达数据结构和空间索引建立等多种策略,在目标数据模型中加入尺度维和操作信息,记录地图综合的过程和尺度变换,建立空间数据矢量金字塔模型。该模型离线综合获取多级基态尺度表达数据,确定每个目标的尺度表达空间范围,并通过面向对象建模技术将目标表达状态及其纵向关联关系、算子类型及控制参量等信息封装在多尺度目标中;同时,建立一端或两端控制的尺度变换结构。基于该模型可快速获取适应用户需求的连续尺度表达状态。     

多尺度等高线簇拓扑关系定量表达方法研究

等高线拓扑关系定量表达对空间认知、地形特征挖掘、地图综合等至关重要。然而,已有研究多针对等高线树的生成及综合算法,缺乏等高线拓扑关系及其与尺度变化关系的定量表达,不同地貌类型其变化规律是否一致仍未知。为此,通过分带与投影转换、非闭合等高线拓扑检查与闭合及有向等高线树的构建等,发展了一种等高线拓扑关系定量表达方法。采用高山、中山、平原地貌60组多尺度等高线数据集,探究不同地貌类型的多尺度等高线拓扑指标及其随尺度变化规律的一致性。试验结果表明,相邻尺度等高线拓扑指标变化规律符合空间认知与推理,不同地貌类型多尺度等高线拓扑指标与尺度变化间关系可用同一个幂函数定量表达,该结论为基于多尺度空间相似关系等高线全自动综合的实现提供了理论支撑。     

剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法

在海量空间数据的组织与表达方面,与传统的空间数据模型与方法相比,地球剖分网格表现出了极大的优势。鉴此,本文提出了一种剖分网格下顾及用户兴趣的矢量地图多尺度表达方法,首先利用大量POI数据构建空间兴趣场模型,描述用户对地理信息的兴趣的空间分布;然后对空间要素进行分类分级,确定其表达的尺度范围;运用GeoSOT剖分理论划分不同层次的剖分面片,建立剖分面片与尺度的对应关系,根据用户对剖分面片所在区域的兴趣度大小,表达不同详细程度的空间要素,实现基于用户兴趣的空间数据多尺度表达。实验表明,该方法能够满足用户由概略到详细、由重要到次要的空间认知需求,同时能够获得较好的多尺度表达效果。     

利用骨架线端点匹配进行面状要素渐变变换

面向空间数据连续地图综合问题,提出了一种基于骨架线端点匹配的面状要素渐变方法,通过在两个关键表达之间进行尺度内插,实时、动态地派生任意中间比例尺地图数据。首先,对面状要素在大小比例尺下的两重表达分别进行约束Delaunay三角网剖分并提取各自的骨架线特征;然后,使用最优子序双射优化技术对骨架端点进行匹配获得多边形边界上相对应的特征点序列;最后,在剖分边界的基础上进行分段常规线性内插,获得面状要素介于始末尺度之间的多尺度表达。实验结果表明,该算法充分顾及了空间数据弯曲结构特征,对于光滑边界面状要素的渐变变换具有良好的渐变效果,可用于空间数据的连续地图综合和多尺度表达。     

跨比例尺新旧居民地目标变化分析与决策树识别

变化分析与探测是跨比例尺地图数据更新的核心问题之一。以往研究主要关注时间维上地理实体时空演化引起的地图目标变化,甚至将地图目标变化等同于地理实体真实变化,忽略了尺度维上由地图综合导致的表达变化。本文以居民地数据为例,从表层形式和深层缘由对跨比例尺新旧地图数据间的目标变化进行深入分析。在此基础上,引入机器学习领域的决策树方法构建变化信息识别模型。该模型的目标是判别时态变化和表达变化两种类型,从而提取用于更新小比例尺地图数据的真正变化信息。结合广州市多比例尺地图数据库更新任务及实际数据进行验证,结果显示设计的变化探测模型可以达到90%以上的整体精度。     

基于小波分析的线状特征数据无级表达

利用小波分析提出了线状特征空间数据的多尺度一致性无级表达模型，研究了基于该模型获取整数尺度上的地理信息，以及通过增量、连续地增补细节来获取分数尺度上的过渡地理信息，从而获取任意尺度上不同详细程度的地理信息的方法，动态地实现了线状特征空间数据的无级表达，并给出了实验结果。     

地理信息科学中的尺度分析

尺度是对地理现象观察、度量的标准之一,是空间数据采集、建模、分析的重要依据,是空间数据的重要特征。在探讨空间尺度与人类认知空间的关系基础上,分析地理信息科学(G ISc)中空间尺度在不同应用对象和不同应用环境中的内涵:针对地图表达的比例尺;地理现象的内在尺度和分析建模时的分析尺度。并以地图表达为例重点论述尺度变化对空间模式的影响。     

居民地与道路之间拓扑关系一致性的模糊评价

在地图制图综合中必须保持不同尺度同一区域地图要素之间拓扑关系的一致性,但目前有关的一致性评价方面的研究较少,本文讨论了不同比例尺地图中居民地与道路之间拓扑关系一致性的模糊评价问题。从制图规则和视觉限制的角度,分析了多尺度地图表达中居民地与道路之间的应该保持拓扑关系的一致性的几项规则;基于模糊数学理论提出了制图综合中拓扑关系的一致性评价模型,并通过一个简单实例证明了该方法的可行性。     

一种大场景Web三维注记可视化技术

针对目前大场景Web三维电子地图侧重模型展示、轻海量三维注记展示,不能很好地为用户提供地图语义信息的问题,本文提出了一种面向大场景Web三维的注记可视化技术,较好地实现了海量注记在三维电子地图上的立体、逐层级展示,为三维电子地图增加了明确的语义指引。基于浙江省新型基础测绘成果的三维展示试验结果表明,所提技术能够便捷地构建三维注记LOD模型,提供三维电子地图注记服务,提升三维电子地图注记效率,其研究成果可应用于天地图、自然资源空间基础信息平台、不动产登记平台等领域。     

空间自相关支撑下的地类分布模式一致性评价

空间分布模式是否保持一致是土地利用数据综合质量评价的一项重要内容。针对当前的研究缺少量化分析和位置表达的现状,提出了一种新的空间数据特有的自相关性评价方法。首先利用语义距离建立空间权重矩阵,随后通过莫兰指数（Moran’s I）计算数据处理前后全局和局部自相关度,最后利用莫兰（Moran）散点图和空间关联的局部指标（local indicators of spatial association,LISA）集聚图相结合的方法对综合前后的土地利用分布模式进行可视化对比。相较传统评价方法,所提方法顾及数据语义关系,计算可量化聚集程度,以直观可视化方法对比展示,更好地对土地利用数据在综合前后的全局空间分布模式一致性进行了评价。认知实验结果符合人类认知,表明所提方法切实有效。     

GIS中面状要素矢量栅格化的面积误差分析

在探讨矢量栅格化的几种形式和产生误差原因的基础上,系统分析在面状要素矢量栅格化的误差分析方法研究方面所取得的进展,指出当前分析方法存在的主要问题,并提出利用结构性栅格数据进行面状要素矢量栅格化的误差分析方法,然后以土地利用数据的栅格化为例进行实证研究。研究表明,常规分析方法很大程度上低估了栅格化的误差,因为没有充分考虑栅格化误差存在空间上的"此消彼长"现象。建议采用结构性栅格数据来改善栅格化误差分析,对误差作基于格网的量化计算,并标记在单元格上。它能有效地区分"此消"与"彼长"导致的误差,使面状要素栅格化的误差分析更加全面、客观、准确,且容易进行误差的量化分析与表示。     

面向小间距地图注记的智能识别研究

在充分分析地图注记特点的基础上,设计针对小间距地图注记的智能识别系统,提出分析投影积分高坡值个数的文本图像倾斜校正方法,并且,基于地图注记为印刷稿字体,其相同字号字体占位一致的特点,提出基于间距积分分割文本行图像的方法,最后利用现有小型OCR系统常用的基于结构化和统计信息相结合的特征提取方法构建特征字库,基于此特征数据库对提取的地图注记字符进行识别。     

基于PDA的移动导航系统的动态标注

动态标注是移动导航系统传达导航信息的一个重要方面。针对PDA移动导航系统的特点,围绕如何在导航过程中正确、高效地进行地图动态标注这一问题进行了研究。对于点状地物,提出了一种基于格网整体规划,分块注记的方法;对于线状地物,提出了拆分注记文本、投影标注的方法。该方法能够有效地避免注记压盖和信息缺损等现象,同时还能保证在PDA导航过程中实时、高效地进行动态标注。保证了地图显示的可读性和美观程度,同时也保持了地图浏览的流畅性。     

城市用地空间信息分类与数字重建——以长春百年城市内部用地变化为例

针对单一应用遥感影像难以进行城市内部用地结构分类以及高精度城市内部用地多期空间数据叠置分析中位置误差问题建立了基于"分层分类"与"对象分割"的城市内部用地空间信息数字重建方法。实现对特大城市产业用地(住宅、商业、工业等)以及交通、水系、生态绿地等不同功能结构用地的高精度监测以及历史演变过程的重建。综合集成SPOT5,1︰1万地形图、历史地图及城市规划图等辅助信息对长春城市1905年以来城市用地信息进行分类。研究表明,在专家知识参与下人—机交互解译,集成多源空间信息对实现高精度城市用地空间信息重建具有较高的应用价值,该方法不仅能提高城市用地分类精度而且能提高城市用地空间信息提取效率以及多期空间数据叠置分析的定位精度。     

第三次全国国土调查土地利用矢量数据栅格化方法

第三次全国国土调查县级土地利用图斑层包含利用类型、耕地类型、坡度等级、种植属性等多属性信息,将县级土地利用矢量数据集成栅格化形成全国无缝的多尺度、多专题栅格产品存在一定技术难度。本文针对第三次全国国土调查土地利用栅格产品应用需求,探讨了多属性综合编码、全国基础地理网格框架、栅格化产品数据模型、矢量栅格化等技术方法,建立了全国土地利用栅格产品生产流程,开展了全国多尺度、多专题土地利用栅格产品生产验证。结果表明:本文方法能够实现第三次全国国土调查土地利用矢量图斑多属性信息集成栅格化和全国多尺度、多专题土地利用栅格产品工程化生产,可为今后的国土调查土地利用栅格产品生产和共享应用提供支撑。     

宗地图专题注记配置算法研究

宗地图是土地调查最重要的成果之一。宗地图专题注记的配置美观程度直接影响着宗地图输出质量。本文从地籍权属要素语义出发,针对宗地图专题注记特点分别提出基于角平分线的界址点点号注记、基于空间位置修正的界址边长注记以及基于等分点的宗地四至注记配置算法。针对界址点点号注记易产生的压盖情况,提出基于近似圆的压盖检测算法。最后通过系统实例验证了本文提出的宗地图专题注记配置算法具有较好的标注效果和较高的运算效率,提高了宗地图注记自动配置智能化程度。     

地理空间数据质量检测

针对当前数字地图数据库中数据存在的一系列问题，提出了地理空间数据质量检测的5方面内容，分别是地理空间数据形式检查、拓扑关系检查、位置关系检查以及逻辑一致性检查。对于不同的检测方面，提出了相应的检查手段和算法，并完成了数据质量检测系统。