基于属性相似度与多重缓冲区的接边算法研究

摘要

在当今信息社会中，为了管理、技术操作及使用上的方便与灵活性，地形图的建库一般以图幅为单位来进行。这样可以使多幅图的建库工作同步进行，便于大型建库任务的快速实现，从而快速投入应用，这就带来了地图接边问题。在现有的研究中，国内外学者以对这一问题进行了一定的研究并取得一些成果，同时也开发了一些相应的接边软件，但是无论是国内软件，还是国外软件都不能够将这一问题很好地解决，也都没有较好的接边功能，接边后保持图中要素基本信息不变还比较难以实现。这一问题在地貌图中尤为明显，增大了手工编辑的工作量，降低了工作效率。
　　地图按图幅分幅数字化、保存，这使本来连续的实体被分离到不同的存储空间和存储单元中去，这种地理空间的分离存储导致了数据的物理缝隙，这也导致逻辑上本身连续的信息不能以逻辑连续的方式呈现，例如跨越多幅图的一条河流，在图幅内查询河流属性（例如长度）时只能获取其在本图幅内的相关信息而不是实体整体的信息。然而，GIS用户在使用地理数据时通常需要完备的信息，另外，无论是出图，还是数据入库都需要使用地图接边，数据入库的效率将会受到地图接边的智能性的影响，不同图幅之间的快速拼接对于地理信息系统而言具有重要的现实意义。
　　本文提出了一种实用高效的多重缓冲区与属性相似度的接边算法，在分析了传统单缓冲区、双缓冲区、强制法等接边算法后，针对一些环节提出了一种实用高效的接边算法，该算法通过计算属性相似度对地图数据进行属性匹配，之后创建多重缓冲区，防止误接边，同时也对接边要素进行筛选过滤，对接边要素进行接边操作。此外，由于现有研究中很少有人研究平滑法接边，然而平滑法在某些情况下又很有必要使用，所以，本文在分析了现有研究情况后，提出了一种较为实用的平滑法接边，该算法根据道格拉斯-普克(Douglas-Peucker)法与贝塞尔曲线(Bézier curve)对接边线进行平滑处理，最后对算法进行了对比验证，根据算法的质量评价指标，通过实际地图数据对比分析，验证了该算法的高效与实用性。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 研究意义及国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容和组织结构

1．4 本章小结

第二章 GIS接边算法基础

2．1 空间数据概述

2．2 数据预处理工作

2．2．1 数据格式转换

2．2．2 坐标系转换

2．2．3 地图投影变换

2．2．4 实体类型一致化

2．3 ArcEngine相关开发技术

2．3．1 GIS组件

2．3．2 ArcEngine技术内核

2．4 本章小结

第三章 接边算法比较分析

3．1 接边问题概述

3．1．1 点要素接边问题

3．1．2 线要素接边问题

3．1．3 面要素接边问题

3．2 缓冲区分析

3．2．1 单缓冲区算法

3．2．2 双缓冲区算法

3．3 几何匹配

3．3．1 强制法

3．3．2 平均法

3．3．3 平滑法

3．4 属性匹配

3．4．1 属性值匹配

3．4．2 语义匹配

3．5 本章小结

第四章 属性相似度与多重缓冲区算法

4．1 属性相似度

4．1．1 属性集的提取

4．1．2 属性相似度的构建

4．2 多重缓冲区

4．3 属性相似度与多重缓冲区算法描述

4．4 边界处特殊情况处理

4．4．1 平滑法处理

4．4．2 道格拉斯-普克算法

4．5 智能GIS接边系统设计

4．6 本章小结

第五章 接边算法质量评价

5．1 算法质量评价原理

5．2 点要素的评价方法

5．2．1 统计信息的评价法

5．2．2 方向信息的评价法

5．2．3 距离信息的评价法

5．3 线状要素的评价方法

5．3．1 几何特征

5．3．2 位置精度评价指标

5．4 面状要素的评价方法

5．4．1 位置邻接度

5．4．2 面积相似度

5．4．3 方向相似度

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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