地图道路与居民地协同综合方法研究

论文摘要

随着地理空间信息技术的迅猛发展和城市化建设步伐的不断加快,多尺度地理空间数据库建设及其一体化更新的任务需求日益繁重。为了适应国民经济、社会发展对于基础地理信息数据现势性及实时更新的需求,作为现代地图制图的核心环节以及地图数据生产与更新、特征信息提取、可视化表达以及地学尺度分析的重要手段空间数据的自动综合的已成为一个亟需解决的关键问题。由于地理信息的复杂性,现有的面向单一要素或者依靠单一方法的自动综合机制不可能实现自动综合的全面解决。因此考虑多要素之间的相互作用与相互制约关系,建立直接面向多要素的综合模式,已成为急需探讨和深入研究的重要课题。从单要素到多要素的综合必需经历一个循序渐进的发展过程。本文以道路和居民地这一对紧密相关的显著地图要素为研究对象,以两者之间的协同关系和协同过程为研究内容,将协同关系分为拓扑关系、邻近关系、结构关系这三种类型展开研究,主要借助约束Delaunay三角网及其Voronoi对偶图等计算几何工具,建立起这两种制图要素之间的协同关系及其表达。要素间协同关系是作为综合实施之前地图分析的主要内容,在协同综合过程中扮演空间约束的角色,在一定程度上能够确保综合结果的有效性。在道路与居民地之间,选择道路作为启动协同综合过程的主控要素,设计了道路选取与居民地合并协同综合模型和道路化简与居民地移位协同综合模型。在道路选取与居民地合并协同综合模型中,道路结构化选取的结果作为居民地聚类合并的空间约束,出于地图清晰性的要求对合并后的居民地进行化简,为此提出了基于凹部结构识别的建筑物多边形渐进式化简综合模型。在道路化简与居民地移位协同综合模型中,对于道路曲线化简导致的与居民地之间的冲突,以道路为固定目标,相对道路将居民地移位,根据居民地与道路的邻近情况将居民地分为四个类型,每个类型对应不同的移位操作,使移位结果更为合理。最后通过综合实验验证了以上方法的合理性与有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 道路综合的相关理论与方法研究
• 1.2.2 居民地综合的相关理论与方法研究
• 1.2.3 综合所致道路与居民地关系冲突的研究
• 1.3 当前研究中存在的主要问题
• 1.4 研究意义
• 1.5 研究内容
• 1.6 本文章节安排
• 第2章 地图道路与居民地协同综合基本理论
• 2.1 多要素协同综合基本理论
• 2.1.1 广义协同综合及其关系层次架构
• 2.1.2 地理要素之间的关联关系与综合顺序
• 2.1.3 多要素协同综合的过程框架
• 2.3 道路与居民地要素协同综合基本理论
• 2.3.1 道路与居民地要素的地学意义与制图特点
• 2.3.2 道路与居民地之间的协同空间关系
• 2.4 本章小结
• 第3章 地图道路与居民地空间协同关系构建方法
• 3.1 约束Delaunay三角网与Voronoi图
• 3.1.1 约束Delaunay三角网生成
• 3.1.2 Voronoi图生成
• 3.2 道路与居民地空间拓扑关系构建方法
• 3.2.1 基于三角网的街道中轴线提取方法
• 3.2.2 道路网点-线-面拓扑关系构建
• 3.3 道路与居民地空间邻近关系构建方法
• 3.3.1 基于约束Delaunay三角网的K阶空间邻近关系推理
• 3.3.2 邻近目标间距计算
• 3.4 道路与居民地空间结构关系构建方法
• 3.4.1 顾及街道约束的居民地目标聚类方法
• 3.4.2 居民地平面图形凹部结构识别方法
• 3.5 本章小结
• 第4章 地图道路与居民地协同综合模型
• 4.1 道路选取与居民地合并协同综合模型
• 4.1.1 道路渐进式选取模型
• 4.1.2 道路约束的居民地合并模型
• 4.1.3 基于凹部结构识别的居民地渐进式化简综合模型
• 4.2 道路化简与居民地移位协同综合模型
• 4.2.1 道路曲线化简模型
• 4.2.2 道路协同的居民地移位模型
• 4.3 本章小结
• 第5章 地图道路与居民地协同综合实验
• 5.1 实验平台与环境
• 5.2 道路与居民地协同综合实验
• 5.3 建筑物平面图形渐进式化简综合实验
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 在读期间的科研工作与成果
• 致谢