浅论自发地理信息的数据管理

自发地理信息（volunteered geographic information,VGI）由大众志愿者自发标报,导致其可信度具有诸多不确定性,但目前的研究工作很少考虑用户信誉对于VGI质量的影响,因此提出基于用户信誉的VGI可信度计算模型。首先提出了VGI的用户信誉模型,模型综合考虑了用户的初始信誉和评价信誉两方面,在此基础上综合地理要素的编辑过程和贡献者的信誉等因素发展了地理对象的可信度计算模型。最后采用OpenStreetMap的真实历史数据中的线对象进行实验,实验结果表明,线要素的质量和可信度值呈正相关关系。本文从可信度的角度来评价自发地理信息,为VGI的质量评价和筛选提供了新的视角。     

基于用户信誉的自发地理信息可信度计算模型

自发地理信息(volunteered geographic information,VGI)由大众志愿者自发标报,导致其可信度具有诸多不确定性,但目前的研究工作很少考虑用户信誉对于VGI质量的影响,因此提出基于用户信誉的VGI可信度计算模型。首先提出了VGI的用户信誉模型,模型综合考虑了用户的初始信誉和评价信誉两方面,在此基础上综合地理要素的编辑过程和贡献者的信誉等因素发展了地理对象的可信度计算模型。最后采用OpenStreetMap的真实历史数据中的线对象进行实验,实验结果表明,线要素的质量和可信度值呈正相关关系。本文从可信度的角度来评价自发地理信息,为VGI的质量评价和筛选提供了新的视角。     

地理信息志愿者信誉度评估的版本相似度模型——以面目标为例

针对自发地理信息中存在大量恶意、虚假、低质量数据,提出了一种基于版本相似度的VGI志愿者信誉度计算模型。该模型将每个志愿者对某个地理空间目标的一次编辑结果定义为一个版本,当其他用户编辑该目标版本时,通过计算版本相似度来获得其他用户对该志愿者这个目标版本的支持度;然后通过计算其他贡献者对某志愿者所贡献的每个目标的支持度,对所有目标的支持度进行加权平均获得该志愿者的综合信誉度。其中版本相似度综合目标空间和属性相似性的主要因素进行加权计算。然后以面目标为例阐述了本文志愿者信誉度计算过程。为了验证本文信誉度计算模型的合理性,笔者采用德国柏林OpenStreetMap数据进行试验,试验表明通过本文模型计算获得的用户信誉度与其贡献的要素质量总体上正相关。     

顾及可信度的OpenStreetMap数据清理

OpenStreetMap(OSM)的数据由大众自发标报,因而存在大量虚假、低质量的数据,数据清理是OSM数据走向实用的重要前提。可信度被多位研究者提出作为OSM数据质量的评价手段,但目前OSM数据清理的研究工作中很少顾及众源地理信息的可信度,因此,本文提出了顾及可信度的OSM数据清理模型。该模型首先计算出顾及用户信誉的OSM数据的可信度,再对数据按照属性进行分类,根据不同属性的数据可信度分布情况设置该属性数据相应的阈值并进行清理,对低于阈值的数据进行人工检查,高于阈值的数据则筛选出用户信誉与可信度不相等以及新建的数据进行人工检查,最后采用OSM真实历史数据中的线对象进行实验,实验结果表明:该模型能够有效地清理出绝大部分的虚假以及低质量数据。     

多源地址要素可信度评估——以道路要素为例

随着自发地理信息和中文地址要素切分技术的发展,地址要素的质量有待评价。本文针对中文地址文本切分产生的地址要素质量难以有效评价的问题,提出了一种多源数据和网络检索支持下的地址要素可信度评估方法。首先利用中文分词工具对地址要素进行分词与词性标注,通过分析词频和词性组合模式,对地址要素的命名结构进行可信度计算。其次基于大规模的地址样本、道路数据及POI数据,挖掘多源数据对地址要素的数据支撑,计算数据支持度。然后利用搜索引擎对地址要素进行快速检索,分析搜索结果与数量,对地址要素的网络可信度进行计算。最后提出一种地址要素综合可信度计算模型,实现地址要素的综合可信度计算。试验结果表明,该模型与方法不仅能够高效快速地计算中文地址文本中地址要素的可信度,还能够有效发现地址要素中存在的偏僻、虚假等相关问题,为地址要素的自动化检测与标准化处理提供参考。     

OpenStreetMap数据下的空间数据更新方法

针对利用专业测绘数据对空间数据库更新中存在的现势性问题,提出了利用OpenStreetMaps数据对空间数据库进行更新的方法。阐述了基于OpenStreetMap数据的空间数据更新方法的关键理论与技术,特别是OpenStreetMap数据与专业测绘数据的变化要素检测算法:基于格网的匹配检测算法和基于几何量算的变化要素检测。在此基础上,利用珠海市的专业测绘数据与相应区域的OpenStreetMap数据作为试验数据,编程实现了基于OpenStreetMap的空间数据更新。     

一种基于参考数据的志愿者地理信息质量评价方法

志愿者地理信息数据大都依靠志愿者上传,数据质量未知,阻碍了志愿者地理信息的广泛应用,因此是志愿者地理信息首要解决的问题。本文分析了影响志愿者地理信息质量的相关因素和基于参考数据评价方法的相关研究成果,在此基础上提出了一种基于参考数据的志愿者地理信息质量评价方法,以最常见的数据完整性和数据精度作为质量评价的质量元素,详细论述了这两种质量元素的内涵。针对数据完整性评价,提出了与匹配相结合的几何数据完整性度量方法和基于属性项饱和度的属性数据完整性度量方法;针对几何数据精度评价,提出了基于变缓冲区的度量方法。然后给出了该评价方法的一般流程。最后,以深圳市Open Street Map数据为例,选取最新导航数据作为参考数据进行试验验证。实验结果表明,深圳市Open Street Map数据点要素完整性较差,但是线要素完整性与精度都非常高,可以作为基础地理信息的更新数据源。     

开放街道图的志愿者地理信息空间语义交互研究

本文提出一种分析志愿者地理信息(VGI)中点要素的空间语义交互方法,将要素类型对社区约定的表达作为评估空间语义交互的主要基础,通过开放街道图(OpenStreetMap,OSM)空间语义子集中元素的历史变化介绍了一种新的语义相似性方法。研究结果为构建辅助志愿者地理信息的贡献者的系统创造了条件,这种系统可以用来推荐新的要素类型,清理已有数据并且集成异源数据。     

顾及信誉的众源时空数据模型

提出了一种顾及信誉度的众源时空数据模型。在分析众源时空数据中地理要素、目标状态、对象版本、贡献者、信誉度、改变现实空间实体或信息空间对象状态的事件等要素间的相互作用机理的基础上,采用面向对象方法设计了一种顾及信誉度的众源时空数据组织方法,用UML对其进行描述,分析了与信誉度相关操作及其联动关系,得出了8条联动规则。开发了顾及信誉度的众源时空数据管理原型系统,验证了所提模型的有效性。     

综合多要素的地理空间数据众包任务推荐方法

针对境外欠发达国家（或地区）地理空间数据和志愿者不足问题,为提高有限志愿者的贡献积极性和有效性,本文提出了一种综合多要素的地理空间数据众包任务推荐方法。首先采用网格将研究区域划分为若干任务;然后引入三角核函数计算用户空间偏好,结合时间遗忘率综合计算用户的时空偏好,借鉴TF-IDF和余弦相似度计算语义偏好,并融合时空、语义偏好获取初始兴趣推荐列表;最后利用隐语义模型预测用户标注每个任务的信誉（能力）,并根据用户信誉对初始推荐列表重排序。为验证本文方法有效性,以有一定数据基础的巴基斯坦首都伊斯兰堡为试验区,采用OpenStreetMap平台收集的用户及众包数据开展任务区推荐试验,试验数据按照8：2的比例随机划分为训练集和测试集。试验结果表明,该方法不仅能提高推荐任务接受率,还能提高用户完成任务的有效性。     

基于OpenStreetMap数据的城市街区提取与精度评价

针对城市街区地理数据获取困难,OpenStreetMap数据免费共享、易于获取但数据繁杂难以处理的问题,利用数学形态学膨胀和腐蚀思想以及地理数据质量的评价方法,对基于OpenStreetMap数据的城市街区提取方法和精度进行了探讨;并以南京市建邺区为例,通过选取道路类别、道路处理、拓扑检查等步骤完成街区的提取;最后从街区数据完整性、位置精度、街区尺度和形状4个方面进行了精度评价。结果表明,提取的街区结果精确,数据处理便捷高效,可为OpenStreetMap数据处理提供借鉴,为城市地理研究提供一种快捷有效的基础数据。     

曲线拟合的Douglas-Peucker算法阈值优化选择

通过迭代法得到Douglas-Peucker算法阚值与线要素化简质量相关特定属性的样本数据;利用曲线拟合法得到阈值与线要素长度和点数之间的函数关系;分析给定区间上阈值-点数关系函数的曲率,寻求最大曲率点对应的阈值作为化简算法最优阈值.从定性和定量两方面揭示了化简算法阈值选择对化简结果的影响规律,提出化简阈值的优化确定方法.适用于利用Douglas-Peucker算法化简海量线要素数据时分析化简阈值的影响及确定化简算法最优阈值.     

线要素综合的形状相似性评价方法

针对线要素综合质量评价中的形状相似性评价问题,提出一种基于双侧弯曲森林形状表示模型的线要素形状相似性评价方法。引入约束Delaunay三角网及其凸包,生成线要素的双侧根弯曲序列,并在每个根弯曲上生成弯曲树,使用三角形表达每个层次上的弯曲,从而建立基于双侧弯曲森林的线要素形状表示模型。在该模型基础上,顾及线要素的地理位置特征,对综合前后线要素的形状相似性进行评价。实验结果表明,该方法能够区别不同层次上的形状特征,与形状认知的层次一致,能够有效辨识综合质量是否存在问题。     

多尺度表达中线状要素的综合不确定性评价模型

在考虑节点化简的基础上建立了节点数据不确定性评价模型,基于曲线光滑模型建立了线元模型不确定性评价模型,在此基础上,根据不确定性传播律构建了由数据不确定性和模型不确定性合成的线状要素多尺度表达不确定性的综合评价模型。实验表明,综合不确定性指标值作为线状要素多尺度表达不确定性的量化指标是有效的。可将其用于计算线元不确定带的宽度,解决线状要素多尺度表达不确定性空间分析和推理问题;并用于线状要素多尺度表达的质量评价与控制。     

基于规则的OpenStreetMap数据模型转换

周边区域地理信息的获取是我国地缘环境研究中的一个难题,志愿者地理信息(volunteered geographic information,VGI)的兴起为解决该难题提供了一个可行的方法。在目前一系列的VGI项目中,OpenStreetMap(OSM)是比较领先的应用,但OSM数据模型不同于我国周边应用的专业矢量数据模型,因此,利用OSM数据时首先需要对其进行模型转换。有鉴于此,本文提出了一种基于规则的OSM数据到专业应用矢量数据模型转换方法。该方法首先利用OSM定义的几何类型与地物属性作为分类依据,建立了模型转换基本规则库;对于志愿者根据自己的理解自行标注未包含在基本规则库中的目标采用人机交互方式进行模型转换,并在此过程中不断完善规则库,利用越南与巴基斯坦数据进行实验,最终形成了包括2 344条转换规则的模型转换规则库,为OSM数据模型到专业应用矢量数据模型的转换提供了一条可行途径。     

志愿者地理信息数据质量研究现状与趋势

针对志愿者地理信息的质量评价问题,对当前的研究现状和存在问题进行了较为全面的综述。有关志愿者地理信息数据质量分析与评估的研究也是该领域的研究热点,国内外学者从不同的角度进行了研究,依据是否使用参考数据分为基于参考数据的方法和基于数据分析的方法。总结了基于参考数据方法的基本流程,论述了两种评价方法中具有代表性的研究成果,分析了这些方法的特点和不足,最后指出了现有研究中存在的问题和进一步需要研究的方向。     

基础性地理国情监测成果质量分析方法的研究

以2017年和2018年湖北省基础性地理国情监测成果验收工作中形成的包含了地表覆盖与国情要素错误的"监测成果错误数据集"为研究对象,利用Python和ArcPy对数据进行要素提取、整合,对基础性地理国情监测成果中的地表覆盖分类数据成果和地理国情要素数据成果质量现状进行了深入研究,评价了成果总体质量变化趋势,为对持续性地...     

基于点云的室内房间要素及拓扑关系提取

房间要素是室内导航地图的关键要素之一。针对从点云中提取房间要素不仅需要精确提取房间多边形而且需要构建房间构成要素之间的拓扑关系问题，本文提出一种自上而下分割点云并自动记录房间-墙线拓扑关系的房间要素快速提取方法。首先利用点云Z值投影的高度直方图提取天花板点云；其次将天花板点云向XOY面投影，通过欧式聚类分离出每一间房间点云，以房间为单位采用α-shape算法进行房间边界点提取；然后利用随机抽样一致算法(RANSAC)结合欧式聚类方法分割房间边界点得到墙线及其参数信息，并利用墙线中点对无序墙线进行排序后计算相邻墙线的交点作为房间角点；最后，生成房间、墙和角点之间的拓扑关系。实验结果表明，该方法不仅适用于包含平面墙体的建筑点云数据，也适用于包含曲面墙体的情况，具有良好的适应性和有效性。     

OpenStreetMap辅助下的高分辨率光学影像道路损毁提取

提出了一种以高分辨率遥感影像和OpenStreetMap道路矢量数据作为数据源的道路损毁提取方法。在OpenStreetMap道路矢量数据的辅助下,利用道路在高分辨率影像上的特征,结合学习-检测的方法对损毁区域进行检测,提取疑似损毁路段,基于道路信息对损毁路段进行验证,剔除虚警。实验表明,该方法能够快速、准确地对道路损毁信息进行提取。     

开放式街道地图在城市发展水平分析中的应用

针对城市路网的发展状况,能在一定程度上体现城市发展的水平,但传统路网数据难获取的问题,该文采用了易获取、成本低、更新快等优点的OpenStreetMap路网数据为主要研究对象,利用多元线性回归的分析方法,重点研究OSM路网与城市经济发展水平(城市GDP)间的相关关系。通过实验验证,OSM路网密度与城市经济发展水平之间存在着明显的相关关系,利用OSM路网密度对城市经济发展水平进行分析,具有一定的可行性,能够为日后城市经济水平评估与评价提供了一种新的辅助评价指标。