面向地图连续综合的线状要素Morphing变换方法研究

【摘要】：地图连续综合是地图制图学界新近提出的一个重要研究方向,旨在解决数字信息化环境下地图任意尺度查询及保持观察视点等问题,为用户提供更加友好的地图访问环境。Morphing变换是一种连续变形技术,其思想与地图连续综合相契合,并在地图连续综合中逐渐受到重视。鉴于此,本文深入探讨了面向地图连续综合的线状要素Morphing变换方法,主要内容包括： 1、对线状要素而言,其空间结构特征信息主要通过弯曲来表现,为此,提出了一种基于弯曲结构的线状要素Morphing变换方法。该方法对于不同比例尺地图上的对应线状要素,首先分别利用约束Delaunay三角网提取弯曲结构信息。然后,通过识别对应弯曲,将两线状要素分割成多对对应线段。在此基础上,以线性插值算法探测各对应线段的对应点,并以对应点间的直线作为移位路径进行Morphing变换。 2、极值点是反映线状要素空间几何的另一重要特征。为此,论文提出了一种基于BLG树(Binary Line Generalization Tree)结构特征的线状要素Morphing变换方法。该方法对于不同比例尺地图上的对应线状要素,首先借助Douglas-Peucker算法分别建立BLG树。然后对两BLG树进行层次匹配,将两线状要素对应分割成多对线段。在此基础上,以线性插值算法探测各对应线段的对应点,并以对应点间的直线作为移位路径进行Morphing变换。 3、以现实世界中一类常见的地理空间实体—河网为例,探讨了河网多尺度Morphing变换方法。该方法主要涉及对应河流间的Morphing变换和无对应河流的河流删除这两类问题。具体地,对于在两个不同比例尺河网中对应存在的河流,顾及交汇点信息及河流结构信息进行Morphing变换；对于仅在较大比例尺河网中存在的河流,则以河流的干支总长作为其重要性标准进行河流删除。 4、如何确定Morphing变换程度与地图比例尺的对应关系是地图制图学界学者们普遍关心的问题,为此,论文进一步探讨了线状要素Morphing变换中长度的变化规律。对于给定的对应线状要素,利用OptCor算法结合线性插值算法建立它们之间的对应点关系,并以对应点间的直线作为移位路径进行Morphing变换。在此基础上,采用回归分析的方法发现了内插线状要素长度呈二次曲线形式减小这一变化规律,这为建立Morphing变换程度与地图比例尺的对应关系打下基础。