基于多约束的建筑群聚类方法研究

论文摘要

多尺度地图数据转换的最终目标是实现地图综合的自动化,并且转换过程必须遵循相关的制图约束准则。本文以居民地自动综合为例,分析居民地地图上建筑群聚类所依据的各种Gestalt约束,主要工作如下：1.介绍了建筑群聚类研究的相关理论背景,居民地制图综合的相关概念,回顾了国内外相关研究现状,然后提出了现有方法存在的问题。2.基于层次聚类,提出了建筑群聚类的全局与局部约束。将其分为两个阶段过程：第一,基于城市形态学的全局约束建筑群划分过程；第二,基于Gestalt原理的局部约束层次聚类过程。其中,重点论述了局部约束聚类,在单一层次中构建TIN无向图再分割得到MST邻近图的具体实施,然后评价了邻近性、方向性和相似性准则对于建筑群聚类的重要性。3.分析邻近性准则的距离约束,指出了现有方法对凹形建筑物约束的局限性,提出基于旋转卡壳平均距离的度量方法。该方法先分解再聚类,充分提取建筑物的特征顶点信息,应用到聚类的约束条件中。最后,以实际数据对比分析各种距离约束聚类结果,证明了基于旋转卡壳平均距离的约束能够更加准确地划分出建筑群的簇。4.对方向性和相似性准则的度量,首先介绍了单一建筑物的方向和形状等特征的评价指标,然后提出了多个建筑物之间几何特性关系的计算方法,最后在总结大量实验结果的基础上,提出基于集成几何相似度度量的约束聚类,在更深层次的建筑群聚类过程中以实际数据验证了该方法的有效性。最后,对论文的工作进行了总结,同时展望了该方向未来研究的若干问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 居民地制图综合概述
• 1.1.2 建筑群空间聚类的目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容及方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 拟采取的研究方法
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 建筑群聚类的全局与局部约束
• 2.1 层次空间约束聚类方法
• 2.1.1 空间聚类分析方法
• 2.1.2 改进的层次约束聚类方法
• 2.2 基于城市形态学方法的建筑群全局约束划分
• 2.2.1 城市形态学方法
• 2.2.2 城市形态学方法划分建筑群
• 2.3 基于GESTALT原理的局部约束层次聚类
• 2.3.1 适用建筑群的局部约束量化
• 2.3.2 局部约束条件重要性评价
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于旋转卡壳平均距离约束的聚类
• 3.1 建筑物距离约束方法相关工作回顾
• 3.2 建筑物距离约束问题的提出
• 3.3 建筑物间旋转卡壳平均距离及建筑物分解
• 3.3.1 旋转卡壳平均距离算法表达
• 3.3.2 凹形建筑物的凸形分解方法
• 3.4 各种距离约束对比分析
• 3.4.1 旋转卡壳平均距离约束聚类
• 3.4.2 各种距离约束聚类结果对比分析
• 3.5 算例分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 集成几何相似度度量约束的聚类
• 4.1 方向性准则的度量
• 4.1.1 单一建筑物方向性准则度量方法
• 4.1.2 相邻建筑物方向夹角度量方法
• 4.2 相似性准则的度量
• 4.2.1 单一建筑物相似性准则度量方法
• 4.2.2 相邻建筑物相似度度量方法
• 4.3 集成几何相似度量
• 4.4 算例分析
• 4.4.1 建筑群组MST构建及距离约束分割
• 4.4.2 建筑群组子簇MST相似性约束分割
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 论文展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果