基于混合矢量结构的分布式道路选线方法与原型系统设计

发布时间：2017-04-07 07:05

  本文关键词：基于混合矢量结构的分布式道路选线方法与原型系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：道路选线方法是指基于地质、地形和地物等地理信息,根据工程需求为道路设计提供线路方案的方法。然而现有道路选线方法主要基于地理信息系统,使用的是传统集中式存储、单机计算和栅格数据结构等技术进行实现。随着工程设计和建设的数字化水平不断提高,特别是工程数据量的爆发式增长,现有的道路选线方法和技术难以满足工程实际的需求。近年来,随着云计算能力的提升,使得基于大数据思想的工程道路选线成为了可能。本文针对此问题,采用大数据思想,对基于混合矢量结构的分布式选线技术进行了研究。该技术采用了混合矢量结构来描述地理信息数据,提出了基于距离聚类的地理数据预处理方法。混合矢量结构是依据地理数据分析计算特点和非关系式存储特征,对现有矢量数据结构的数据类型和表达进行扩展得到的地理数据结构。基于该结构的预处理方法首先对地理数据的属性进行转换,然后采用聚类思想对地理数据进行压缩和划分,最后通过对划分的子区域进行几何中心、面积、边界等属性的计算,得到各个子集属性集。针对地理数据的预处理结果,采用分布式思想,提出了基于控制线约束的道路选线方法。该方法首先使用路线必过的点作为控制点,根据连通性要求构建控制线,然后通过划分控制线,并使用控制线的距离和方向作为约束条件,将全局选线问题转换为各段控制线的两点选线问题。再结合控制线分段所处子集的属性信息,提出路线的综合评价方法,来求解两点选线问题。最后,通过合并各控制线分段的解,得到最终的多控制点选线结果。为了对所提方法进行验证,本文采用Hadoop集群技术搭建分布式计算、存储架构,使用Java和JSP语言,在MyEclipse开发环境下,设计实现了的基于上述方法的选线原型系统。最后,在该原型系统上,采用了某河谷地区的地理信息数据,对所提的选线方法进行验证,证明了所提方法的可行性。
【关键词】：混合矢量结构 分布式计算 道路选线 控制线约束
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U412.32;P208
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 研究目的与内容13-14
• 1.3 国内外研究现状14-17
• 1.3.1 现有道路选线方法研究现状14-16
• 1.3.2 云计算下的道路选线技术研究现状16-17
• 1.4 论文架构17-20
• 第二章 关键技术介绍20-27
• 2.1 道路选线原理介绍20-22
• 2.1.1 选线原则20-21
• 2.1.2 选线思路21-22
• 2.2 数据挖掘算法介绍22-23
• 2.2.1 基于决策树的分类算法22
• 2.2.2 基于K-Means的聚类算法22-23
• 2.3 Hadoop及其关键技术介绍23-26
• 2.3.1 HDFS24
• 2.3.2 MapReduce24-25
• 2.3.3 HBase25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 基于混合矢量结构的地理数据预处理27-54
• 3.1 地理数据组织与表达27-32
• 3.1.1 现有地理数据结构介绍与对比27-28
• 3.1.2 混合矢量地理数据结构设计28-32
• 3.2 现有地理数据预处理方法分析32-37
• 3.2.1 基于栅格结构的地理数据预处理方法介绍33-37
• 3.2.2 基于栅格结构的地理数据预处理方法分析37
• 3.3 基于混合矢量结构的地理数据预处理37-47
• 3.3.1 地理数据预处理方法概述37-38
• 3.3.2 地理数据属性转换38-39
• 3.3.3 基于聚类的地理数据归并39-45
• 3.3.4 地理数据属性计算45-47
• 3.4 验证与分析47-53
• 3.4.1 验证说明47-48
• 3.4.2 属性转换48-49
• 3.4.3 数据归并49-50
• 3.4.4 属性计算50-52
• 3.4.5 结果分析52-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第四章 基于分布式思想的选线方法设计54-81
• 4.1 现有选线方法介绍与分析54-59
• 4.1.1 基于图论思想的选线方法介绍54-58
• 4.1.2 基于图论思想的选线方法分析58-59
• 4.2 基于分布式思想的选线方法设计59-69
• 4.2.1 分布式选线方法概述59-61
• 4.2.2 基于控制线的分段选线划分61-62
• 4.2.3 基于控制线分段的道路选线62-68
• 4.2.4 选线方案合并与评价68-69
• 4.3 验证与分析69-79
• 4.3.1 验证说明69-70
• 4.3.2 分段划分70-71
• 4.3.3 分段选线71-77
• 4.3.4 方案合并77-79
• 4.3.5 结果分析79
• 4.4 本章小结79-81
• 第五章 选线原型系统设计部署与验证81-98
• 5.1 系统总体设计81-86
• 5.1.1 系统架构设计81-82
• 5.1.2 系统模块设计82-86
• 5.2 系统部署与搭建86-91
• 5.2.1 集群部署86-90
• 5.2.2 开发环境搭建90-91
• 5.3 系统验证91-97
• 5.3.1 验证准备91-92
• 5.3.2 验证流程92-97
• 5.3.3 验证结论97
• 5.4 本章小结97-98
• 第六章 总结与展望98-101
• 6.1 总结98-100
• 6.2 展望100-101
• 致谢101-102
• 参考文献102-105
• 攻读硕士学位期间取得的成果105-106

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 吴华金;山区高速公路路线走廊带的选择与研究[J];公路;2003年05期

2 马世霞;刘丹;贾世杰;;基于蚁群算法的文本聚类算法[J];计算机工程;2010年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 方雷;基于云计算的土地资源服务高效处理平台关键技术探索与研究[D];浙江大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 刘露;全球海量遥感影像数据的分布式管理技术研究[D];国防科学技术大学;2007年

  本文关键词：基于混合矢量结构的分布式道路选线方法与原型系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：289874