利用相似性度量的不同比例尺地图数据网状要素匹配算法

提出了一种基于相似性度量的不同比例尺地图数据网状要素匹配算法。首先进行结点、弧段的粗匹配,然后利用结点-弧段拓扑关系的相似性和离散Fréchet距离进行精确匹配,匹配过程将几何、语义、拓扑、结点和弧段匹配有效结合起来,最后以可视化方式将不同匹配结果进行显示,以便人机交互。实验表明,该算法可有效地匹配各种复杂情况下的同名道路,并提高匹配的正确率和速度。     

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。     

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。     

一种基于Fréchet距离的复杂线状要素匹配方法

在不同空间数据集中,同名实体往往有不同的空间表现形式,识别多源异构数据集中的同名实体是空间数据集成和应用的关键。集成不同来源的空间数据是提高GIS数据质量的重要方法,识别同名实体是数据集成和分析的先决条件。根据线要素的形状将其分为简单线要素和复杂线要素,针对现有复杂线要素匹配方法中的不足,提出了Fréchet距离的复杂线状要素匹配方法。该方法首先通过曲线要素的几何和拓扑特性获取候选匹配集,然后结合基于Fréchet距离和要素简化方法实现要素的简化。最后提出基于Fréchet距离的要素匹配改进方法,通过引入简化要素的三元组信息来存储简化后的复杂线要素的属性信息,再根据三元组信息选取要素间的匹配对,完成对不同类型匹配对的检测,实现复杂线状要素匹配。试验结果表明,该匹配方法能有效解决复杂线要素的匹配问题,并能够识别1:0、1:N和M:N匹配。     

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。     

一种实有的等高线内插算法

提出了一种行之有效的等高线内插算法，介绍了算法的原理和实现过程，并分析了方法的优缺点。     

线状地图要素的自相似性分析及其自动综合

通过线状地图要素的自相似性分析和分维估值，研究了线状地图要素的形状结构特征随量测尺度和比例尺变化的规律，并在此基础上，提出了旨在使综合过程自适应进行和保持图形形状特征的线状要素自动综合的方法。     

一种等高线地图编辑的机助几何设计方法

等高线图是表达三维数据的简便方法。尽管它不能显示直观的三维图像但在实际工作中仍被广泛地应用着。人工描绘等高线或采集散数据是非常枯燥而烦琐的。因此，若能够将电子计算机处理的等高线图的数据储存起来，将是十分有益。一幅等高线地图在计算机中通常是以一组多边形存贮的。     

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。     

顾及几何特征相似性的多源等高线匹配方法

已有的多源等高线匹配方法主要基于等高线拓扑关系构建以及基于空间欧氏距离的相似性度量,缺少对等高线几何形态相似性的考虑,在等高线密集区域、图幅边界区域以及地形变化剧烈区域易产生误匹配情况。为此,本文提出一种基于几何特征相似性的由粗匹配到精匹配的多源等高线匹配策略。提出顾及局部特性的基于节点曲率以及法向量与横坐标轴夹角的混合特征描述测度,将等高线点序列转化为几何形态特征描述序列,引入最长公共子序列算法,量化计算多源等高线数据之间的相似程度,并依据相似度实现同名等高线匹配。利用模拟数据和真实数据对本文方法的可靠性和运行效率进行验证,试验证明,本文提出的匹配策略顾及了等高线空间位置特征和几何形态特征,能够保证较高的匹配精度和运行效率,并具有较好的适用范围。     

一种自适应轨迹曲线地图匹配算法

地图匹配能够将车辆定位信息与路网电子地图相结合,是车辆导航系统中重要的定位技术.首先简要介绍和分析基于自适应模糊神经网络的C-Measure地图匹配算法及其优点,算法中的C-Measure用来度量车辆行驶在选定道路上的可能性大小.由于该算法着重于分析当前定位点信息,在复杂路网中会因为信息量的不足影响匹配精度.因此,为提高道路网中定位点的匹配精度,提出基于平均Fréchet距离和分层模糊控制技术的轨迹曲线匹配算法.该算法改进原算法的结构,并参考定位点的历史信息,引入平均Fréchet距离用以定义历史轨迹曲线间的距离;由于增加历史数据输入,导致模糊规则数目的增加,从而影响算法的运行效率.为简化规则,提高效率,采用分层模糊控制技术,而且对算法的学习律也进行改进.仿真结果表明改进后算法的有效性.     

利用孪生多层感知机进行线状要素几何相似性判别

针对传统的几何相似性判别方法依赖于人工特征的定义和选取,且难以确定合适阈值的问题,提出一种基于孪生多层感知机的线状要素几何相似性判别方法。该方法将线状要素的几何数据转换为二值图像,利用孪生网络和多层感知机提取线状要素的低维模糊性特征;并通过距离函数计算特征差异,判别线状要素的几何相似性。实验表明,该方法在线状要素几何相似性判别中具有良好的效果,同时具有快速迁移学习的能力;并随样本库的扩充和神经网络模型的优化还有进一步改进的空间。     

矢量面状要素几何相似性度量方法探讨

针对GIS面状要素由于具有旋转、平移、缩放等形状不变特性而导致相似性度量困难的问题,该文提出了完整的几何相似性度量模型:采用基于顶点中间度的轮廓特征点提取方法,能够在较小误差情况下充分表达原始图形,从而提高相似度计算效率;通过傅里叶描述方法对轮廓进行数学表达,截取能表达图形的前n阶因子,利用向量夹角余弦值理论度量归一化傅里叶描述子向量的相似度,顾及了图形的几何变换不变性。实验结果表明,该描述模型可有效地对GIS面状要素的几何相似性进行度量。     

利用最长公共子序列度量线要素相似性的方法

现有线要素相似性度量方法主要基于空间欧式距离或面积,缺少对线状要素几何形态特征相似性的考虑,在线状要素分布密集区域或地形地貌变化剧烈区域易产生度量误差。为此,提出一种基于最长公共子序列的线状要素几何相似性度量方法。利用特征描述子将线要素节点序列转化为几何特征描述序列;并利用基于控制参数的动态规划方法求解特征描述序列间的最长公共子序列,进而度量线状要素间的几何形态相似度。模拟数据试验和真实数据试验表明,该方法在保证运行效率的情况下,具有较高的正确率。     

线要素几何信息量度量方法

目的 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。     

线状地图要素的自相似性分析及其自动综合

通过线状地图要素的自相似性分析和分维估值,研究了线状地图要素的形状结构特征随量测尺度和比例尺变化的规律,并在此基础上,提出了旨在使综合过程自适应进行和保持图形形状特征的线状要素自动综合的方法。     

相似性理论技术在地名匹配中的应用

客观世界中的各种事物之间都存在一定的相似性。相似性越高,两个事物的共有信息量则越多,表明两个事物表示同一个实体的可能性就越大。因此,相似性理论技术在地理空间数据的匹配更新中能够发挥重要作用。本文通过对地理空间数据几何相似性和语义相似性的分析研究,将其引入地名数据匹配及一致性处理中,给出了相关匹配模型和算法,提出了一种基于几何和属性相似性的地名数据匹配方法和技术,并通过相关实验验证了匹配算法的可行性。实验证明,该算法具有一定的理论意义和实用价值。     

面状空间要素相似性度量方法研究

不同尺度、来源的地图上同一要素通常具有一定的相似度。地图空间要素相似度在GIS领域具有广泛的应用。论文在总结前人相关成果的基础上分别从位置(距离)、形状、大小三个方面给出了面状空间要素相似性度量模型:以分形维数和面积/周长(紧凑度)作为相似特征的形状相似度;以中值距离作为相似特征的距离相似度;以面积或周长作为相似特征的大小相似度。最后,以多尺度面状空间要素为实验数据,通过比较分析验证了本文提出的相似性度量模型可行性。实验结果表明:以中值距离、分形维数作为相似度指标的度量模型综合考虑了面状要素局部结构和整体分布,在面状空间要素相似性度量方面具有很好的稳定性。     

道路与建筑物空间冲突的几何相似性移位算法

保持建筑物群的空间分布模式一致是道路与建筑物空间冲突处理问题的难点。按道路对建筑物的包围程度,将道路与建筑物之间的关系类型划分为开放型、半开放型和闭合型。本文提出了基于几何相似性的建筑物移位算法,并以距离、角度和面积作为满足几何相似性的约束条件。以道路网眼为单位,采用最小生成树的方法生成建筑物群的骨架,以骨架的长度和角度特征分别作为建筑物移位的距离和角度约束条件,以建筑物与网眼的面积比作为建筑物移位的面积约束条件。针对可能出现的次生冲突,探讨了次生冲突的处理方法。试验结果表明,本文方法能够消除因道路拓宽导致的道路与建筑物冲突,并能完备地保持建筑物群的空间分布模式。     

一种利用模拟退火思想的线状要素Morphing方法

提出一种基于模拟退火思想的线状要素Morphing方法,针对同名线状要素在大小比例尺卜的两种表达,首先利用约束Dclaunay三角网提取小比例尺地图上线状要素的弯曲特征点,然后采用模拟退火技术在特征点与大比例尺线状数据顶点之间建立全局最优匹配,匹配结果将两线状要素分割成多对对应线段,最后针对每一对对应线段采用常规线性插值方法进行Morphing插值。模拟算例和实际数据实验证明,该方法较好地顾及了线状要素尺度变换过程中的弯曲化简、删除、夸大、典型化等综合操作,变换结果能有效地保持原线状要素的结构特征,提高了Morphing变换的精度。