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空间拓扑一致性维护研究

任艳  
【摘要】: 随着空间数据在信息技术领域应用中的需求量不断增加,地理信息系统(Geographic Information System,GIS)在资源调查、评价、管理和监测,在城市的管理、规划和市政工程、行政管理与空间决策、灾害的评估与预测、地籍管理及土地利用,在交通、农业、公安等诸多领域得到了广泛的应用,学术界与工程界都越来越关注地理信息系统的发展,它成为多应用领域不可缺少的组成部分。 在信息技术应用领域中,对空间数据分析结果的准确性和可靠性有着较高的要求。因此,认识空间数据的不确定性,找出相应的检测和维护方法以提高空间数据分析结果是必不可少的。空间数据的不确定性主要包括:误差、正确性、精确性和一致性。现有的研究主要针对空间数据的误差、正确性和精确性进行分析处理,对一致性的分析较少,但它却是认识和管理空间数据不确定性的最重要的方面。 本文正是针对空间数据的拓扑一致性这一重要方面,对空间数据中存在的不一致性问题进行较为深入的研究和探讨。通过与现有商业地理信息系统(GIS)的比较,详细讨论并给出一个管理空间数据一致性的框架,该框架包括一个用于空间数据一致性分析的数据模型,一种空间拓扑规则发现机制,以及根据空间拓扑规则来检测和调整空间数据的不一致性的方法。 本文在对描述空间数据的V9I模型与4I模型、9I模型的比较和现有对空间数据的拓扑一致性问题的研究进行整体介绍后,提出了一种基于V9I的空间拓扑数据模型,该数据模型揭示了空间邻对象间隐含的拓扑关系;在所提出的空间拓扑数据模型基础上给出了一种空间拓扑规则发现机制,该机制通过分析空间对象及其与邻对象间的拓扑关系及语义信息得到拓扑规则,利用该拓扑规则可以有效地检测空间数据是否存在不一致性;最后,针对检测到空间数据的不一致性,提出了如何采取相应的调整策略进行拓扑一致性维护。 实验结果表明,本文给出的处理空间数据不一致性的方法提高了空间数据的质量,为用户提供了具有一致性的空间数据库,并保障用户分析得到的结果的有效性,而这也将进一步提高空间数据的可靠性。


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