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顾及两端比例尺数据约束的道路网多尺度表达关键技术研究

李彩霞  
【摘要】:随着我国经济社会的发展以及基础设施建设的普及,全国范围内的道路数量和道路覆盖范围不断增长,已获取的道路网数据得到了不断的补充和完善,我国也已建成国家基础比例尺地图数据库,但这些基础比例尺道路网数据尺度间隔较大,且一致性较差,已经不能满足日益丰富的应用对多尺度道路网产品的需求,道路网多尺度表达也因此成为研究的重点。本文在分析现有多尺度表达策略的基础上,基于现有系列比例尺道路网数据,通过建立不同比例尺道路网数据之间的纵向关联,构建多尺度表达模型,设计合适的道路网尺度变换处理方法,实现道路网数据从一个比例尺数据表达连续光滑地过度到另一个比例尺数据表达。基于这一研究思路,本文重点对其中的道路网数据匹配、基于两端尺度数据约束的道路网选取以及道路形态简化三个问题展开研究,主要研究工作如下:(1)分析、总结目前空间数据多尺度表达在国内外的研究现状,针对已有研究的不足及道路网多尺度表达的特点和难点,对本文主要研究内容进行明确分析,并设计了与之对应的研究方法,系统的论述了本文解决道路网多尺度表达过程中所涉及的基本问题。(2)提出了利用拓扑层次匹配控制的多尺度道路网匹配策略。针对已有匹配算法的不足并综合考虑多尺度道路网匹配的特点,从不同层次出发构建一种渐进认知、螺旋提升的匹配判断过程。首先对Stroke进行整体匹配,然后对打断后的局部Stroke进行匹配,最后通过路径搜索的方式对仍未匹配的局部Stroke进行匹配。该匹配策略顾及到了不同尺度道路网中同名道路之间的复杂对应关系,在多种典型模式道路网中均取得了较好的匹配结果,具有较好的适用性和优越性。(3)提出了一种基于网眼层次剖分的道路网选取方法,与已有的道路选取方法相比,该方法顾及到了相邻比例尺道路网对中间比例尺道路选取的控制作用,将匹配道路作为骨架道路网眼,未匹配道路作为选取的重点对象,在道路网眼剖分的过程中实现道路的选取,能够较好的保持道路网的整体结构特征以及不同密度区域的对比。(4)提出了一种顾及点序约束的线要素Morphing变换方法。将平滑薄板样条函数引入形状上下文描述子,设计了迭代形变策略,以两端比例尺数据作为约束,实现了满足点序一致性的中间尺度线要素的内插及其化简。


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