基于城市骨架线网的同尺度矢量空间数据匹配方法研究

发布时间：2017-04-09 18:08

  本文关键词：基于城市骨架线网的同尺度矢量空间数据匹配方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国城市化进程加快,城市中道路以及居民地要素的变化周期越来越短,变化程度越来越大,给城市地图数据的现势性维护带来一定的挑战。空间数据更新是维护空间数据现势性的主要方法,而空间数据匹配则是解决数据更新问题的关键技术。本文选取道路以及居民地这两类城市地图中最为重要的要素,通过构建城市骨架线网,对同尺度的道路以及居民地矢量数据的匹配问题进行研究,解决了二者在匹配过程中仍旧存在的一些问题,其主要研究成果如下:(1)总结并分析了当前道路及居民地数据匹配的研究背景和国内外研究现状,探讨了道路和居民地数据匹配过程中仍存在的一些问题,提出基于城市骨架线网的同尺度空间数据匹配新方法。通过构建城市骨架线网,并借助骨架线网眼建立了道路与居民地之间的关联关系。分析了城市骨架线网的构建意义及其在匹配过程中的优势,道路与居民地关联关系的建立为其各自的匹配过程增加了新的判断依据,有利于匹配正确率的提高。(2)基于骨架线网眼的居民地匹配方法研究。针对存在位置偏差的居民地数据,通过骨架线网眼与居民地之间的一一映射关系将居民地匹配转化为骨架线网眼匹配;利用骨架线网眼之间的相接拓扑关系构建骨架线网眼对偶图,通过衡量对偶图节点中心性指标相似性得到骨架线网眼的匹配结果;利用映射关系将骨架线匹配结果进行转化得到居民地匹配结果,解决了存在位置偏差的居民地数据间的匹配问题。(3)顾及邻域居民地群组相似性的道路网匹配方法研究。借鉴人类对陌生环境空间认知的原理和特点,以道路周边居民地分布状况相似度作为匹配衡量指标;利用城市骨架线网确定道路的邻域居民地群组,通过衡量居民地群组的空间关系和几何特征相似性得到道路匹配结果,解决了存在位置或旋转偏差的道路数据间的匹配问题。(4)避免全局遍历的道路网匹配策略。提出一种利用道路拓扑分类技术的道路网层次迭代匹配方法;根据拓扑关系将道路划分为不同类型,并根据不同类型道路数量,划分匹配层和非匹配层,以此确保每个匹配层中只包含少量的道路;只在双方对应类型的匹配层中进行匹配,并通过动态划分道路类型的迭代过程进行循环,直至匹配结束;在匹配过程中避免了全局遍历,加快了匹配搜索速度,提高了匹配效率和正确率。(5)设计并实现了基于城市骨架线网的空间数据匹配实验系统。以相同比例尺不同来源的大比例尺道路和居民地数据为匹配实验对象,对文中提出的理论和方法进行了科学性和有效性验证。
【关键词】：空间数据匹配 城市骨架线网 骨架线网眼 道路网匹配 居民地匹配 匹配效率
【学位授予单位】：解放军信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P208
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及分析11-17
• 1.2.1 国内外研究现状11-15
• 1.2.2 当前研究中存在的问题与分析15-16
• 1.2.3 本文的解决方法16-17
• 1.3 论文研究内容与方法17-19
• 1.3.1 选题来源17
• 1.3.2 主要研究内容17-18
• 1.3.3 总体研究方案与技术路线18-19
• 1.4 论文组织结构19-21
• 第二章 空间数据匹配基础理论21-29
• 2.1 空间数据概述21
• 2.2 同名实体匹配理论21-25
• 2.2.1 同名实体匹配定义21
• 2.2.2 同名实体匹配分类21-23
• 2.2.3 同名实体匹配流程23-24
• 2.2.4 同名实体匹配结果质量评价24-25
• 2.3 同名实体匹配相似性衡量指标25-28
• 2.3.1 位置相似度26-27
• 2.3.2 形状相似度27
• 2.3.3 拓扑相似度27
• 2.3.4 方向相似度27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 城市骨架线网构建原理与方法29-38
• 3.1 城市骨架线网概述29-30
• 3.1.1 城市骨架线网构建区域界定29
• 3.1.2 城市骨架线网定义与构成29-30
• 3.1.3 城市地图空白区域30
• 3.2 城市骨架线网构建方法30-35
• 3.2.1 空白区域骨架线提取方法30-33
• 3.2.2 城市骨架线网构建33-34
• 3.2.3 骨架线网眼构建34-35
• 3.3 道路与居民地关联关系构建35-36
• 3.4 城市骨架线网在匹配中的优势分析36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 基于骨架线网眼的居民地匹配方法38-53
• 4.1 居民地匹配转化为骨架线网眼匹配38-39
• 4.2 骨架线网眼匹配模型39-49
• 4.2.1 骨架线网眼拓扑关系的对偶图表达39-43
• 4.2.2 骨架线网眼对偶图节点中心性指标相似度计算43-47
• 4.2.3 极化变换确定候选匹配集47-49
• 4.3 实例验证及对比分析49-52
• 4.3.1 匹配实验流程49
• 4.3.2 匹配实验49-50
• 4.3.3 不同匹配方法实验对比分析50-52
• 4.4 算法优势分析52
• 4.5 本章小结52-53
• 第五章 顾及邻域居民地群组相似性的道路网匹配方法53-64
• 5.1 顾及邻域要素相似性的匹配策略53-54
• 5.2 道路邻域居民地群组确定方法54-55
• 5.2.1 基于距离阈值的确定方法54
• 5.2.2 基于城市骨架线网的确定方法54-55
• 5.2.3 城市骨架线网确定方法的优势分析55
• 5.3 邻域居民地群组相似度计算55-60
• 5.3.1 空间关系相似度计算55-58
• 5.3.2 几何特征相似度计算58-60
• 5.3.3 居民地群组总体相似度计算60
• 5.4 顾及邻域居民地群组相似性的道路网匹配60-61
• 5.5 实例验证及对比分析61-63
• 5.5.1 本章方法匹配实验61-62
• 5.5.2 对比实验62
• 5.5.3 实验结果对比分析62-63
• 5.6 算法优势分析63
• 5.7 本章小结63-64
• 第六章 避免全局遍历的道路网匹配策略研究64-73
• 6.1 全局遍历匹配搜索模式64-65
• 6.2 利用道路拓扑分类的层次迭代匹配方法65-68
• 6.2.1 基本思路65
• 6.2.2 道路网拓扑分类65-66
• 6.2.3 层次迭代匹配过程66-68
• 6.3 实例验证及对比分析68-72
• 6.3.1 实验流程68-69
• 6.3.2 三种典型路网实验69
• 6.3.3 匹配结果评价69-70
• 6.3.4 对比实验及分析70-72
• 6.4 算法优势分析72
• 6.5 本章小结72-73
• 第七章 原型实验系统的设计与实现73-82
• 7.1 实验系统总体结构设计73
• 7.2 实验系统环境及主要功能73-75
• 7.3 系统核心功能展示75-81
• 7.3.1 城市骨架线网构建与表达75-77
• 7.3.2 基于骨架线网眼的居民地匹配方法77-78
• 7.3.3 顾及邻域居民地群组相似性的道路网匹配方法78-80
• 7.3.4 道路网层次迭代匹配方法80-81
• 7.4 本章小结81-82
• 第八章 总结与展望82-84
• 8.1 全文总结82-83
• 8.2 论文主要创新点83
• 8.3 研究展望83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-90
• 作者简历90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘坡;张宇;龚建华;;中误差和邻近关系的多尺度面实体匹配算法研究[J];测绘学报;2014年04期

2 巩现勇;武芳;姬存伟;翟仁健;;道路网匹配的蚁群算法求解模型[J];武汉大学学报(信息科学版);2014年02期

3 刘刚;李永树;杨骏;张喜平;;对偶图节点重要度的道路网自动选取方法[J];测绘学报;2014年01期

4 黄智深;钱海忠;郭敏;刘海龙;王骁;;面状居民地匹配骨架线傅里叶变化方法[J];测绘学报;2013年06期

5 刘海龙;钱海忠;黄智深;刘刚;郭敏;;采用Stroke层次结构模型的道路网匹配方法[J];测绘科学技术学报;2013年06期

6 刘涛;闫浩文;;空间面群目标几何相似度计算模型[J];地球信息科学学报;2013年05期

7 段滢滢;陆锋;;不同表达粒度对城市路网结构健壮性评价的影响[J];中国图象图形学报;2013年09期

8 郭黎;李宏伟;张泽建;张斌;;道路网信息投影匹配方法研究[J];武汉大学学报(信息科学版);2013年09期

9 栾学晨;杨必胜;李秋萍;;基于结构模式的道路网节点匹配方法[J];测绘学报;2013年04期

10 许俊奎;武芳;魏慧峰;;人工神经网络在居民地面状匹配中的应用[J];测绘科学技术学报;2013年03期

  本文关键词：基于城市骨架线网的同尺度矢量空间数据匹配方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：295818