基于粗糙集理论的道路网分布与地图初始比例尺关系研究

发布时间：2017-04-12 12:40

  本文关键词：基于粗糙集理论的道路网分布与地图初始比例尺关系研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：从纸质地图发展到电子地图，电子地图的交互性和易读性得到极大改善，地图的阅读与操作变得更加便捷。然而当前电子地图的初始比例尺设计不尽合理，地图在平移过程中比例尺保持静态无法根据周围的地理信息空间分布变化作出相应调整，从而导致用户大量的比例尺缩放操作，降低了地图的阅读效率。针对电子地图的初始比例尺合理设置问题，本文展开如下研究。 （1）介绍了研究思路与粗糙集基本理论。粗糙集理论研究问题的最大优势是直接从现实实例数据出发，不需要专家知识，挖掘出其中隐含的且能被验证的规则知识，而知识就是人们可以理解的关联规则，更符合人类的认知经验。考虑到粗糙集理论在解决不确定性问题上的优势，本研究提出通过评价邻近区域内道路网的空间分布，基于粗糙集理论研究地图初始比例尺与道路网空间分布之间的关系，并建立二者之间的对应规则，，最终实现道路网空间分布驱动下的智能初始比例尺地图设计，改善地图的阅读效率。 （2）研究了道路网空间分布的评价方法。道路网是地图上重要的地理要素，是城市架构的主要部分。本文提出首先提取道路网节点数据，基于节点建立Delaunay三角网，然后基于空间邻近模型划定评价范围，最后通过计算空间分布指数（邻近范围内单位面积道路网节点数目）来评价道路网密度。 （3）研究了道路网空间分布与地图初始比例尺关系规则抽取方法及应用。首先建立道路网空间分布与地图初始比例尺关系决策表，然后对决策表进行离散化和属性约简处理，最后对约简后的决策表抽取决策规则。为了使得到的规则具有更大的覆盖度，剔除了覆盖度小于15%的决策规则，对于没有覆盖到的道路网空间分布指数区间，采用近邻规则算法对规则进行完善。利用抽取得到的决策规则建立智能初始比例尺地图模型，该模型可以实现道路网空间分布驱动下的地图初始比例尺的自动输出，减少用户的缩放操作，有效改善了地图阅读效率。 （4）实验结论。为了验证方法的可行性，利用ArcGIS Engine9.3和VisualStudio2008C#开发了专门的实验系统并进行了测试。实验地图数据采集自谷歌地图，范围为郑州市城区及郊区。实验中以道路网浏览为主要目的，基于用户50个不同位置的初始比例尺选取数据抽取初始比例尺规则，然后将该规则植入系统，主动为用户提供初始比例尺，并让用户进行满意度评价。实验结果表明智能初始比例尺地图模型可以根据道路网的空间分布自适应地、动态地调整地图显示比例尺，显著减少了地图缩放操作次数，地图的易读性得到明显改善。
【关键词】：初始比例尺 电子地图 粗糙集 空间分布 道路网
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P283.7
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 1 绪论11-18
• 1.1 选题的目的和意义11-12
• 1.2 相关研究现状12-16
• 1.2.1 空间分布评价相关研究12-14
• 1.2.2 地图比例尺驱动因素的相关研究14-16
• 1.3 本文的研究内容及创新点16-17
• 1.4 论文结构框架17-18
• 2 研究思路及粗糙集基本理论18-24
• 2.1 本文研究思路18-19
• 2.2 粗糙集基本理论19-23
• 2.2.1 信息系统与决策表19-20
• 2.2.2 上、下近似集合20
• 2.2.3 离散化20-21
• 2.2.4 约简和核21-22
• 2.2.5 决策规则及其协调性22-23
• 2.3 粗糙集理论在 GIS 中的应用23
• 2.4 小结23-24
• 3 基于邻近的道路网空间分布评价模型24-30
• 3.1 概述24
• 3.2 不同的邻近模型24-27
• 3.2.1 基于度量关系的邻近模型24-25
• 3.2.2 基于 Voronoi 图的邻近模型25-26
• 3.2.3 基于 Delaunay 三角网的邻近模型26-27
• 3.3 基于 DELAUNAY 三角网的道路网空间分布的评价27-29
• 3.4 小结29-30
• 4 道路网空间分布与地图初始比例尺关系研究30-36
• 4.1 基本原理30-31
• 4.2 实验数据采集31
• 4.3 道路网空间分布与地图初始比例尺关系研究31-34
• 4.3.1 构建道路网空间分布与地图初始比例尺关系决策表31-32
• 4.3.2 道路网空间分布与地图初始比例尺关系规则抽取流程32-33
• 4.3.3 道路网空间分布与地图初始比例尺关系规则的匹配与完善33-34
• 4.4 智能初始比例尺地图34-35
• 4.5 小结35-36
• 5 实验及分析36-58
• 5.1 系统设计36-38
• 5.1.1 系统总体设计36
• 5.1.2 系统功能设计36-37
• 5.1.3 系统开发技术37-38
• 5.1.4 系统开发和运行环境38
• 5.2 系统数据组织38-40
• 5.2.1 以道路网为主要地理要素的数据组织38-39
• 5.2.2 分级显示的地图数据可视化方法39-40
• 5.3 系统实现40-41
• 5.3.1 系统主界面40-41
• 5.3.2 数据采集功能41
• 5.3.3 规则抽取功能41
• 5.3.4 模型评价功能41
• 5.4 系统实验及结果分析41-57
• 5.4.1 实验目的41-42
• 5.4.2 实验数据简介42-45
• 5.4.3 实验过程45-46
• 5.4.4 实验结果分析46-55
• 5.4.5 规则应用及评价55-57
• 5.5 小结57-58
• 6 结论与展望58-60
• 6.1 结论58-59
• 6.2 展望59-60
• 参考文献60-63
• 个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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  本文关键词：基于粗糙集理论的道路网分布与地图初始比例尺关系研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：301213