基于特征点的矢量地图非线性局部变换研究

摘要

随着信息技术的发展,地理信息系统(GIS)在众多领域中都有广泛的应用。GIS是一种专门用于管理地理空间分布数据的计算机信息系统,数字地图是GIS重要的组成部分,绝大多数GIS使用的地图是以矢量地图作为其表现形式的。矢量地图开发周期长、制作成本高、流通性强、保密性弱,且矢量地图的开发涉及国家信息安全,地图必须经过相关处理以保证地图安全,例如对地图关键地理信息要素进行坐标模糊处理。地图发布前必须通过测绘相关管理部门的地图审查,因此研究矢量地图的局部变换处理算法具有重要意义。如何以更高效、更安全的方式使用矢量地图,并在此基础上构造一个实用的地理信息系统,是一个重要的研究课题。
　　 地图局部变换处理是在保证其拓扑结构不变基础上进行不可逆的非线性变换,本文结合拓扑变换和空间投影技术,提出基于特征点的矢量地图非线性局部变换算法,此算法对比于正交变换、仿射变换和射影变换这几种典型的保证矢量地图拓扑结构不变的算法有更好的不可逆性。本文提出两种非线性变换模型,每种非线性变换模型代表“橡皮变换”中对橡皮的一小块区域进行一种扭曲变形,此算法用于地图局部变换处理就好比随意对橡皮进行扩展和伸缩,通过对变换模型的随机组合将“橡皮变换”运用于对矢量地图局部变换处理。本文采用道格拉斯算法获取矢量地图的关键点,并对关键点进行特殊处理,保证关键点的偏移量不小于规定的最小偏移量。
　　 实验结果证明,本算法不仅有效的保证了矢量地图的拓扑结构不变和算法的不可逆,而且算法对矢量地图局部变换效果良好,具有较高的实用价值。