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《南京师范大学》 2019年
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多比例尺道路数据的匹配与关联组织方法研究

王志国  
【摘要】:现实世界中地理实体是唯一的,但是由于表达比例尺的不同,导致同一地理实体在不同比例尺空间数据中的表达存在差异。同时,同一地理实体在不同比例尺空间数据中的多次重复表达间缺乏跨比例尺的纵向联系,割裂了同一地理实体在不同比例尺中的关联关系,不利于多比例尺空间数据的综合应用。道路是国家重要的基础设施,道路数据是一种重要的地理空间数据,它与人类日常生活有着密切的关联,各行各业对道路空间数据的表达种类繁多。我国基础地理信息空间数据库中包含了丰富的道路数据,分层表达的不同比例尺道路数据间缺少关联,无法支持跨尺度的分析与应用。将分层表达的多比例尺道路数据进行关联组织,建立不同比例尺中同名道路实体间的关联关系,对提高多比例尺道路数据的应用价值具有重要的现实意义。鉴于此本文以不同比例尺道路网络数据为例,探讨多比例尺道路数据中同名道路实体的匹配与关联组织方法,主要研究内容如下:(1)对多比例尺数据集成组织、多尺度关联表达模型、道路数据匹配方法的国内外研究现状进行分析,总结当前研究中存在的问题。对不同比例尺中同名道路实体的差异进行分析,归纳总结同名实体差异的产生原因和表现类型。(2)提出顾及邻域的多比例尺矢量道路数据的匹配方法。在分析不同比例尺中同名道路实体差异表现类型的基础上,归纳了道路匹配的特征因子,并依据特征因子设计了道路实体相似性评价指标及其计算方法。为有效识别出不同比例尺中同名道路实体的对应关系,提出了顾及邻域的多比例尺矢量道路匹配方法。匹配时首先构建路段泰森多边形作为道路匹配单元,以此筛选候选匹配数据集,再以几何相似度为主,辅以拓扑相似度和语义相似度,并按一定约束规则对多比例尺矢量道路数据进行初步相似性度量和匹配。最后对未完成初步匹配的路段,将其与邻域已匹配路段进行组合后再进行匹配,从而实现多比例尺矢量道路数据匹配。(3)提出多比例尺道路数据关联组织模型。分析常见的多比例尺数据组织方案,以道路数据为例探索多比例尺数据组织方法,参照Geodatabase模型的数据组织方案设计多比例尺道路数据关联组织模型。提出同名道路实体一一对应关系的处理方法,并针对不同匹配类型制定一一对应关系的处理规则,使得相邻比例尺道路数据中同名道路实体一一对应。再利用多比例尺道路数据关联组织模型对处理后的多比例尺道路数据进行关联组织,建立不同比例尺中同名道路实体的一一对应关联关系。(4)在理论研究成果的基础上,设计开发多比例尺道路关联组织原型系统。该系统能够实现简单的道路数据预处理、道路匹配单元生成、多比例尺同名道路实体匹配、多比例尺道路数据关联组织、多比例尺道路查询和多比例尺路径查询等功能。最后,以南京市1:1万、1:5万、1:25万道路网络数据为例,先对相邻比例尺中道路数据进行同名实体匹配,再对匹配后的相邻比例尺的同名道路实体建立一一对应关联,进而实现多比例尺道路数据的关联组织。实验证明顾及邻域的多比例尺矢量道路匹配方法具有较高的匹配准确率和较好的鲁棒性,多比例尺数据关联组织模型可以有效地实现多比例尺道路数据的关联组织。
【学位授予单位】:南京师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:P208;U412

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