顾及层次结构和空间冲突的道路网选取与化简方法研究

发布时间：2017-06-06 19:05

  本文关键词：顾及层次结构和空间冲突的道路网选取与化简方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国基础设施建设步伐的加快,道路的数量和覆盖程度急剧增长,使得道路成为变化最为活跃的要素之一,对道路要素的自动综合也因此成为研究重点和难点。道路网错综复杂,传统道路网制图综合模式已经不能满足高效地图生产的需求,研究行之有效的道路网自动综合算法是当务之急。本文分析了当前道路网综合的研究背景和现状,针对当前道路网选取和道路形态化简所存在的部分问题,从整体层次结构以及局部特征保持的角度出发提出了改进方法,研究了基于层次骨架控制的道路网选取方法和基于三元弯曲组的弯曲化简方法以及利用弯曲对象避免化简冲突的策略,使综合结果更加符合地图生产要求。主要工作和创新点体现在以下几个方面：(1)提出了基于道路网层次骨架控制的道路选取方法。本文在不依赖语义信息的前提下,首先分析道路网的层次特性,寻求建立与语义等级相近的道路网层次骨架；然后在该层次骨架的控制下,逐级向下利用连通关系传递重要性,建立一个主干影响支干、支干控制次要道路的有机评价体系；最后依照评价结果逐级进行道路选取。该方法模拟了制图员在选取时的层次性思维,突出了道路层次骨架对整个路网结构及细部的控制性,从而使得选取结果在整体上保持原有的结构特征,同时在细部上体现出与层次骨架的依赖关系,减少了选取的随意性。(2)提出了基于三元弯曲组划分的道路形态化简方法。针对当前曲线化简在连续细小弯曲化简层次性保持上的不足,提出新的基于弯曲的线要素化简方法。首先针对连续两侧弯曲的化简问题提出了三元弯曲组划分的概念；然后对道路划分三元弯曲组并根据三元弯曲的不同类型采取不同化简方式；最后设计了循环化简策略进行化简。该化简方法兼顾了道路两侧弯曲,考虑了相邻弯曲之间的相互影响,化简结果呈现出明显的层次性,保持了道路原始形态特征。(3)提出了一种基于弯曲的道路化简冲突避免策略。从弯曲的角度,分析弯曲删除前后道路要素间以及道路要素与其他要素间空间关系变化情况,归纳总结可能出现的化简冲突；利用弯曲对象与其他要素之间的空间关系变化规律,提出相应的道路化简冲突判别规则,对化简将产生的空间冲突位置和类型进行准确的定位和判断;并针对各类型的化简冲突制定相应的避免策略。该方法能快速定位冲突发生的位置和范围,有效地避免道路化简冲突的产生,从而确保化简前后道路之间以及道路与其他要素之间空间关系的一致性。(4)在实验系统设计与实现里进行了对比试验,验证了本文提出的理论和方法的科学性和正确性；对选取和化简算法进行了整合,设计并实现了道路网选取以及道路形态化简实验系统。
【关键词】：制图综合 道路网 道路选取 线化简 层次结构 弯曲组 空间冲突
【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5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.1.1 制图综合的发展历程11
• 1.1.2 地图数据生产需要自动化11-12
• 1.1.3 研究道路网自动综合的意义12
• 1.2 国内外研究现状及对策分析12-19
• 1.2.1 国内外研究现状12-18
• 1.2.2 问题分析18
• 1.2.3 本文的解决思路18-19
• 1.3 研究内容及组织结构19-22
• 1.3.1 主要研究内容19
• 1.3.2 技术路线19-20
• 1.3.3 论文组织结构20-22
• 第二章 道路网结构化选取与形态化简的基本问题22-31
• 2.1 道路网选取中骨架层次结构相关概念22-26
• 2.1.1 层次结构的含义22
• 2.1.2 语义上的道路层次划分22-23
• 2.1.3 道路网层次骨架划分的相关概念23-26
• 2.2 道路化简中弯曲识别与化简相关概念26-30
• 2.2.1 弯曲识别与曲线化简26-29
• 2.2.2 曲线化简的层次性概念29
• 2.2.3 道路形态化简的特点29-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第三章 基于道路网层次骨架控制的道路选取31-42
• 3.1 道路层次骨架提取31-34
• 3.1.1 中介中心性概念31-32
• 3.1.2 道路网的中介中心性计算32-33
• 3.1.3 道路网骨架层次划分策略33
• 3.1.4 道路网骨架层次划分一致性分析33-34
• 3.2 各层次Stroke重要性评价和选取流程34-38
• 3.2.1 中介中心性“边缘效应”影响分析34-35
• 3.2.2 消除“边缘效应”的策略35-37
• 3.2.3 Stroke重要性传递和计算37-38
• 3.3 基于层次骨架的道路选取流程及对比38-40
• 3.3.1 选取流程设计38-39
• 3.3.2 选取效果对比分析39-40
• 3.4 实验与分析40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 基于三元弯曲组划分的道路形态化简42-54
• 4.1 道路化简前的预处理42-44
• 4.1.1 道路节点数据压缩42-43
• 4.1.2 道路的断链、接链处理43-44
• 4.2 道路弯曲识别44-46
• 4.2.1 采用拐点法识别道路弯曲44-45
• 4.2.2 定义道路弯曲对象的数据结构45-46
• 4.3 “三元弯曲组”构建和化简46-49
• 4.3.1 三元组的概念和重要性质46-47
• 4.3.2 弯曲邻近关系探测47
• 4.3.3 三元弯曲组化简分析47-49
• 4.4 基于三元组的循环化简策略49-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第五章 基于弯曲的道路化简冲突避免方法54-62
• 5.1 道路化简导致空间冲突原因与类型分析54-56
• 5.1.1 道路与道路之间的化简冲突54-55
• 5.1.2 道路与居民地间的化简冲突55
• 5.1.3 道路与水系之间的化简冲突55-56
• 5.2 基于弯曲的道路化简冲突判别方法56-58
• 5.2.1 弯曲对象在避免化简冲突上的优势56-57
• 5.2.2 基于弯曲的化简冲突判别57-58
• 5.3 避免产生化简冲突的解决方法58-61
• 5.3.1 利用弯曲化简特性避免化简冲突58
• 5.3.2 避免冲突的弯曲组化简方法58-59
• 5.3.3 避免冲突的道路化简流程59-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 实验系统设计与实现62-74
• 6.1 系统的结构设计62-63
• 6.2 试验流程63
• 6.3 系统环境及主要功能63-64
• 6.4 系统核心功能实现64-73
• 6.4.1 数据预处理64-65
• 6.4.2 道路网选取65-69
• 6.4.3 道路形态化简69-72
• 6.4.4 系统应用效果展示72-73
• 6.5 本章小结73-74
• 第七章 总结与展望74-76
• 7.1 全文总结74
• 7.2 研究展望74-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-81
• 作者简历81

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