基于小波分析的空间数据在线式多尺度表达

【摘要】：空间数据的多尺度表达是当今地理信息科学领域理论与方法研究的重要的和前沿性问题。它要解决由于用户对地理数据的不同应用需求和分析的需要,而导致需要对空间数据产生不同表示的问题。本论文基于小波理论的多分辨率分析思想和尺度依赖的场数据多尺度表达模型,利用第一、二代小波算法分别构建了针对地形数据多尺度表达的算子库,该算子库能够支持整数尺度和分数尺度上的小波变换,从而实现地形数据的在线式多尺度表达,并对结果进行了相关的分析和评价。 本论文全文共分五章和一个引言部分。引言部分阐述了本文研究的背景情况和作者对解决该问题的总体思路。 第一章为绪论。叙述了空间数据多尺度表达问题研究的科学意义以及小波分析在该问题上的应用;介绍了本文的研究内容和研究目标。 第二章为小波分析基本原理。简要回顾了小波分析理论的应用发展概况,着重讨论了小波多分辨率分析与Mallat塔形快速算法,以及基于提升格式的第二代小波变换算法。 第三章为基于小波分析的地形数据多尺度表达。首先介绍了空间数据的多尺度表达及无级比例尺GIS问题,阐述了利用小波分析技术进行多尺度表达的模型。根据该模型分别描述了运用第一代小波变换(Mallat快速算法)和基于提升算法的第二代小波变换对场数据(DEM)进行多尺度表达的实施方法,讨论了其相关的数据边界处理、阈值分析以及小波基的选择问题。以此为基础,根据小波多分辨率分析和分数尺度的思想研究实现了DEM场数据的无级变换和在线式多尺度表达,即多尺度的变换和数据生成可以在与用户的交互过程中实时地完成。 第四章为实验系统与实验结果的分析评价。介绍了作者设计开发的空间数据在线式多尺度表达实验软件系统,包括软件系统功能模块的构成,以及软件的开发实现与运行环境等。利用实际的生产数据进行了大量的实验和分析比较。研究结果表明了本文所基于的相关理论和方法的正确性,实验结果达到了预期的效果。 第五章为结论与展望。对本论文作全面总结,指出下一步的研究方向和问题。