基于保质设计的自动制图综合研究

论文摘要

地图制图综合历来是地图学中最富挑战性和创造性的研究领域之一，也是地图制图中必须解决而又未能很好解决的难题。作为自动制图综合研究中一个重要而又薄弱的环节，综合质量控制的研究对于有效提高自动制图综合系统的正确率具有重要的意义，本论文在明确制图综合质量问题研究内涵的基础上，尝试性的将保质设计这一机械工业自动化控制领域的新方法引入到制图综合质量问题研究中，并进行了比较详细的研究与实践，主要研究内容和创新点如下： 1、提出了基于保质设计的制图综合框架模型：通过对制图综合信息流及其过程的分析，提出了基于保质设计的制图综合模型框架，并进一步对模型中的质量管理机制进行了分析，同时给出了数学模型，奠定了论文的理论基础。 2、提出了基于数据库的保质设计知识库：针对保质设计制图综合框架中知识库的需求，在分析现有制图综合知识库的基础上，提出了基于数据库的保质设计知识库，该知识库对质量知识进行了有效管理，使知识库具有质量控制与引导机制。 3、针对保质设计制图综合框架中质量功能配置与故障分析的需求，提出了面向制图综合质量控制的数据模型DFQR树和改进的基于自然属性的制图综合区域划分方法：面向制图综合质量控制的数据模型DFQR树的独特之处是通过对传统R树的变形和引入综合操作轴，允许记录制图综合中间结果等，实现了整个制图综合过程质量问题的查询和控制；改进的基于自然属性的制图综合区域划分方法的特点是对数据进行了聚类和基于缓冲区的冲突探测，该方法扩展了索引层次，有效地弥补了原方法的缺点。 4、对制图综合拓扑一致性的评价与保持问题进行了研究，在分析现有拓扑表达方式的基础上，结合制图综合结果拓扑关系检查的需求，提出了一种基于拓扑度量的制图综合检查方法，同时以道路网为例，针对综合过程中拓扑难以保持完全一致的问题，提出了一种基于拓扑相似性的道路网综合模型。 5、提出了基于多维约束空间的制图综合结果评价模型：主要通过无量纲、建立虚拟的多维约束空间等处理将综合结果在同一范围内进行讨论，并把欧氏距离扩展到多维约束空间用来度量质量差以进行质量优劣的比较。通过实验表明，该方法实验获取的结果与图形综合结果完全一致。 6、以线要素综合算法为例进行了综合算法评估研究。 文章最后对研究内容进行了实践检验，开发了基于保质设计的制图综合生产系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 数字条件下的自动制图综合
• 1.2 自动制图综合的研究现状分析
• 1.3 质量问题——自动制图综合存亡之关键
• 1.3.1 制图综合质量问题与一般矢量数据质量问题的联系与区别
• 1.3.2 制图综合质量问题的研究内涵与研究现状
• 1.4 论文的技术路线与组织
• 1.4.1 论文的主要技术路线
• 1.4.2 论文的组织
• 1.5 本章小结
• 第二章 基于保质设计的制图综合框架模型
• 2.1 保质设计的基本理论与方法
• 2.1.1 保质设计的研究对象
• 2.1.2 保质设计的结构化模型
• 2.1.3 保质设计方法的研究
• 2.2 基于DFQ的制图综合模型框架
• 2.2.1 基于DFQ的制图综合信息处理模型
• 2.2.2 基于DFQ的制图综合原型系统结构
• 2.3 基于DFQ的自动制图综合模型质量管理机制
• 2.3.1 质量功能配置QFD的分析过程
• 2.3.2 故障分析（FA）方法的分析过程
• 2.3.3 QFD和FA的综合分析计算机辅助实现技术
• 2.4 基于DFQ的制图综合模型数学描述
• 2.4.1 制图综合过程的数学描述
• 2.4.2 制图综合质量评估的数学描述
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于数据库的DFQ制图综合知识表达
• 3.1 制图综合约束条件分析
• 3.1.1 制图综合约束的来源与本质
• 3.1.2 制图综合约束条件的分类
• 3.1.3 制图综合约束与知识的联系与区别
• 3.2 现有制图综合知识表达研究
• 3.2.1 制图综合知识表达分类
• 3.2.2 现有制图综合系统知识表达研究
• 3.3 基于数据库的DFQ制图综合知识表达
• 3.3.1 制图综合知识数据库表结构设计
• 3.3.2 基于数据库的制图综合知识推理机制
• 3.3.3 基于数据库的制图综合知识库的建立与维护
• 3.3.4 基于数据库的DFQ制图综合知识表达特点分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 面向综合质量控制的数据模型——DFQR树
• 4.1 现有自动综合数据模型分析
• 4.2 面向综合质量控制数据模型需求分析
• 4.2.1 综合区域划分需求
• 4.2.2 制图综合质量控制需求
• 4.3 基于自然属性的制图综合区域划分
• 4.3.1 现有基于自然属性制图综合区域划分方法分析
• 4.3.2 改进的基于自然属性的制图综合区域划分
• 4.4 面向综合质量控制的数据模型——DFQR树
• 4.4.1 R树的定义
• 4.4.2 R树用于制图综合质量控制问题分析
• 4.4.3 变形R树——DFQR树的定义
• 4.4.4 DFQR树的生成算法
• 4.4.5 DFQR树的综合质量控制过程
• 4.4.6 DFQR树的特点分析
• 4.4.7 DFQR树与基于保质设计的制图综合模型的关系
• 4.4.8 DFQR树的一个实验
• 4.5 本章小结
• 第五章 制图综合中的拓扑一致性评价与保持
• 5.1 拓扑关系基本概念
• 5.2 制图综合过程中拓扑一致性评价
• 5.2.1 制图综合拓扑一致性检查中拓扑形式化描述方法选择
• 5.2.2 基于拓扑度量的制图综合拓扑一致性检查
• 5.2.3 计算实例
• 5.3 综合过程中的拓扑一致性保持
• 5.3.1 道路网综合的基本原则
• 5.3.2 道路网眼拓扑形式化描述
• 5.3.3 基于拓扑相似性的道路网综合模型
• 5.3.4 实验结果与结论
• 5.4 本章小结
• 第六章 制图综合结果与算法的评估
• 6.1 基于多维约束空间的自动制图综合结果质量评估模型
• 6.1.1 基于多维约束空间的制图综合评估模型
• 6.1.2 模型中约束条件分析
• 6.1.3 实验与结论
• 6.2 线要素化简算法评价
• 6.2.1 线要素化简算法质量问题分析
• 6.2.2 线要素化简算法评价实验算例
• 6.3 本章小结
• 第七章 基于DFQ的制图综合生产系统的设计与实现
• 7.1 制图综合生产系统的需求分析
• 7.2 基于DFQ的制图综合生产系统结构
• 7.2.1 基于DFQ的制图综合生产系统与数字生产一体化的集成
• 7.2.2 基于DFQ的制图综合生产系统的技术支持
• 7.2.3 基于DFQ的制图综合生产系统功能
• 7.3 基于DFQ的制图综合生产系统的实现
• 7.4 本章小结
• 第八章 总结与展望
• 8.1 本论文的主要工作总结
• 8.2 本论文的主要创新点
• 8.3 需要进一步研究的内容
• 参考文献
• 作者简历 攻读博士学位期间完成的主要工作
• 致谢