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土地利用数据库综合的结构化模型和算法研究

陈先伟  
【摘要】:土地利用数据库是用于土地资源管理的专题地图数据库,它是土地利用现状调查成果的数字形式,反映了土地的位置、数量、质量、分布、类型、权属和利用状况。土地利用数据可分为空间数据和属性数据两种,土地利用空间数据具有连续分布整个地理空间的特点,土地利用属性数据具有丰富的语义信息和专题特征。因此,同时顾及土地利用数据的几何图形、空间关系、语义信息以及专题信息就成为土地利用数据库综合研究的重点。现有的研究工作主要集中在土地利用数据库综合的模型,算子算法以及综合知识三个方面。基于模型的研究侧重于土地利用数据库综合的概念模型以及支撑的数据模型;基于算子算法的研究侧重于算法的可行性和效率;基于综合知识的研究侧重于综合知识的分类与表达。模型、算子算法和综合知识是土地利用数据库综合的三个方面。算子算法需要统一数据模型和综合模型支撑下的集成处理;综合知识需要结合算子算法表达为综合规则才能使用。 本文以土地利用数据库中的地类图斑、线状地物和零星地类为研究对象,以国土资源部土地利用矢量数据交换格式LANDUSE-DAT为数据模型,研究比例尺从1:5000到1:25000变换下土地利用数据库综合的结构化模型以及结构化综合的批处理和交互式方法。本文研究了四个方面的内容,并回答了土地利用数据库综合的六个问题(5W+1H)。 这四个方面的内容是: 1.在通用地图综合概念模型的基础之上,研究土地利用数据库综合的结构化模型。毋河海教授提出的结构化综合思想得到学术界的广泛认同,但最初的研究只限于河流和等高线这些具有明显结构化特征的地理要素。Molenaar提出的四种数据库综合方法中的结构综合也是针对水系提出的。结构化综合是否适用于土地利用数据库综合或者说土地利用数据的结构化信息又是什么是土地利用数据库结构化综合必须首先解决的问题。以前的很多研究通常采用分类综合的方法。本文从分析结构化信息的内涵入手,提出了结构化分析的空间分析方法,并采用空间分析的描述框架描述了土地利用数据的结构化信息,进而提出了结构化对象的概念。结构化对象就是具有结构化信息的DLM对象。基于地理信息变换的通用综合模型提出了土地利用数据库综合的结构化模型。 2.以空间分析中的拓扑关系分析和形态分析为主要方法,讨论了结构化对象的创建问题。拓扑关系分析主要获取对象之间的空间信息,而形态分析则主要获取对象内部的空间信息。拓扑关系分析和形态分析是创建结构化对象的基础。针对地类图斑,基于语义关系和拓扑关系区分了三类结构化对象。其中,Ⅰ类结构化对象直接通过选取算子创建,Ⅱ类和Ⅲ类结构化对象依赖于图斑的形态分析通过分割算子创建。三类结构化对象的划分有利于描述土地利用数据合并、融合和聚合的本质特征,能够很好地区别很多文献中容易混淆的针对面状目标的综合算子。 3.以结构化对象为基础讨论了土地利用数据库综合的聚合变换。土地利用数据库综合


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