基础地理信息数据融合的相关理论和技术研究

论文摘要

基础地理信息数据是作战指挥和一切军事行动的基础,它的获取与生产是数字化战场基础设施建设的重要内容。对现有各军兵种和各部门最新的、不同来源的地理信息数据进行融合,以生成现势性好、准确度高的联合作战基础地理信息数据,是当前军事测绘保障的主要工作之一。论文将围绕数据融合过程中数据集成、数据综合和关系处理这三个阶段的关键技术展开研究,主要内容包括:1.对数据融合所涉及到的数据源种类和差异特征进行了分析,提出了“基础地理信息数据融合”的概念,分析了基础地理信息数据融合的具体内容。针对1:50万联合作战图的生产提出了相应的技术流程。2.提出了数据集成的主要内容和技术流程,研究了坐标系和投影变换的转化与统一、数据格式和编码的转化与统一方法,在此基础上建立了数据融合的一体化数据处理平台。3.对数据综合所涉及到的各种算法进行了优化和集成,将分形几何的基本理论、Douglas算法和改进的Li-Openshaw算法组合优化起来对同一线状要素实施综合;利用层次分析法建立了对曲线综合算法进行评估的数学模型。4.对面状图形特征的识别方法进行了研究,在此基础上设计并实现了居民地和植被外围轮廓化简的算法;将运筹学中的非线性规划方法引入到面状要素化简算法的评估上,建立了相应的数学模型。利用缓冲区生成算法实现了面状要素的夸大表示。5.研究了点线、线线之间的拓扑关系,利用研究成果对车载GPS公路数据进行了重合与合并处理;利用平面空间分区二叉树（BSP）模型研究了线面之间的关系,利用研究成果对道路与面状居民地之间的关系进行了探测与处理;研究了线线之间的相似性关系,并将研究成果运用于等高线的局部内插处理。6.进行了基础地理信息数据融合的实际应用。将相关研究成果集成到联合作战图数字地图制图系统中,在生产实际中推广应用,取得了较好的效果。研究成果已转化为部队生产力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 基础地理信息数据融合的必要性
• 1.2 基础地理信息数据融合的发展与现状
• 1.3 基础地理信息数据融合的思路、方法和途径
• 1.4 论文的组织框架
• 1.5 本章小结
• 第二章 基础地理信息数据融合的相关概念和技术流程
• 2.1 基础地理信息数据融合的概念与主要内容
• 2.1.1 基础地理信息数据融合的概念
• 2.1.2 基础地理信息数据融合的主要内容
• 2.2 数据融合的数据源及其差异特征
• 2.2.1 基础地理信息数据的分类与来源
• 2.2.2 数据源的差异特征
• 2.3 基础地理信息数据融合的技术流程
• 2.4 本章小结
• 第三章 基础地理信息数据集成的相关技术
• 3.1 基础地理信息数据集成的依据和方法
• 3.1.1 需要解决的具体问题
• 3.1.2 所遵循的各种标准和规范
• 3.1.3 基础地理信息数据集成的技术流程
• 3.2 地理信息数据空间基准和数学基础的统一
• 3.2.1 坐标系的转化与统一方法
• 3.2.2 地图投影的转化与统一方法
• 3.3 地理信息数据格式和编码的转换与统一
• 3.3.1 数据格式的转换
• 3.3.2 编码的转换
• 3.4 一体化数据处理平台的建立
• 3.5 本章小结
• 第四章 基础地理信息数据综合的相关算法设计与实现
• 4.1 本文涉及到的综合算法及其优化集成
• 4.2 基于分形的线状要素综合的组合优化算法
• 4.2.1 线状要素综合的研究方法综述
• 4.2.2 分形几何理论在线状要素综合中的应用
• 4.2.3 Douglas与Li-Openshaw方法的优缺点及Li-Openshaw方法的改进
• 4.2.4 基于分形的Li-Openshaw与Douglas组合的优化算法
• 4.2.5 基于层次分析法的曲线综合算法的分析与评估
• 4.3 空间图形特征的识别方法及其在面状要素化简中的应用
• 4.3.1 面状要素化简算法研究综述
• 4.3.2 面状要素图形特征的识别方法
• 4.4 居民地轮廓化简算法的设计与实现
• 4.5 面状植被要素化简算法的设计与实现
• 4.6 算法评估的数学模型的建立及阈值的确定
• 4.7 基于缓冲区生成算法的小型面状要素的夸大表示
• 4.7.1 缓冲区生成算法
• 4.7.2 小型面状的要素的夸大表示
• 4.8 本章小结
• 第五章 基础地理信息要素间关系的研究与应用
• 5.1 空间关系的基本理论及研究现状
• 5.2 空间关系实现的基础算法
• 5.2.1 拓扑关系的描述方法—9交模型
• 5.2.2 平面交点算法
• 5.2.3 二维空间分区二叉树（BSP）
• 5.3 点线、线线关系的研究与应用
• 5.3.1 点线关系的研究与应用
• 5.3.2 线线关系的研究与应用
• 5.3.3 算法评估
• 5.4 线面关系的研究与应用
• 5.4.1 基于BSP的线面关系的检测与识别
• 5.4.2 算法应用
• 5.4.3 算法评估
• 5.5 空间要素间相似性关系的研究与应用
• 5.5.1 空间相似性关系的基本理论
• 5.5.2 基于特征和RVM的线线相似性关系的判别
• 5.5.3 基于空间相似性关系的等高线内插方法
• 5.6 本章小结
• 第六章 基础地理信息数据融合的实践
• 6.1 系统概述
• 6.2 数据集成模块
• 6.3 数据综合及关系处理模块
• 6.4 编辑查询、数据生成与出版处理模块
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文的主要工作总结及创新点
• 7.2 需要进一步研究的内容
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢