地理实体在GIS表达中模型不确定性理论研究

论文摘要

空间数据不确定性作为地理空间信息的一个理论问题,当前学术界对它的研究已开展了若干年。对点、线、面和曲线的误差模型已进行大量研究,但对其中的模型误差涉及的较少。本文就针对现有误差带的缺陷,围绕模型误差这一主题展开研究。论文主要包括以下内容:(1)总结空间数据位置不确定性领域所取得的成果,重点对曲线要素的位置不确定性进行分析,得出只有顾及模型误差的综合不确定性带才是比较严密的不确定性带。(2)基于地理实体中的基本线要素,对线元进行具体分类,指出本文是针对确定性线状特征进行探讨。针对现有线状目标误差模型的误差带呈现两头大、中间小的“哑铃型”形状的特点,改进模型误差的概念,分析模型误差存在的必然性和重要性。(3)基于不确定性理论和概率理论,讨论规则曲线中圆曲线和二次曲线的模型误差及其具体参数,分析了不规则曲线数字化时的模型不确定性问题。最后,用MATLAB语言进行编写,实现顾及模型误差的规则曲线和不规则曲线的综合可视化模型。综上所述,本文针对现有不确定性模型的缺陷,改进模型误差的概念并对其进行定量化表示以及可视化。此研究在解决空间数据不确定性问题的同时,还将丰富空间数据不确定性理论的研究。总而言之,本文在空间数据不确定性方面所进行的研究工作只是起到抛砖引玉的作用,还有大量的后续工作需要继续努力。论文的最后指出了本文研究的局限性以及今后需要进一步展开的工作。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 地理实体在GIS 表达中不确定性概念
• 1.1.1 地理实体和空间数据
• 1.1.2 空间数据的不确定性
• 1.1.3 空间数据不确定性的来源
• 1.2 国内外空间数据的不确定性模型研究现状分析
• 1.2.1 空间数据不确定性问题研究回顾
• 1.2.2 空间数据位置不确定性问题的研究现状
• 1.3 空间数据的不确定性研究存在的不足
• 1.4 本文拟研究的内容
• 2 GIS 中位置不确定性模型的研究综述
• 2.1 点要素的不确定性
• 2.1.1 点要素的误差分布
• 2.1.2 点的位置不确定性指标
• 2.2 线状要素的位置不确定性模型
• 2.2.1 直线要素的位置不确定性模型
• 2.2.2 折线要素的位置不确定性模型
• 2.3 面要素的位置不确定性模型
• 2.4 曲线要素的位置不确定性模型
• 2.5 本章小结
• 3 基于位置不确定性的模型误差
• 3.1 线的分类及其具体定义
• 3.1.1 GIS 中的线元素
• 3.1.2 确定性线状特征和不确定性线状特征
• 3.1.3 规则曲线和不规则曲线
• 3.2 模型误差
• 3.2.1 模型误差产生的必然性和重要意义
• 3.2.2 模型误差的概念
• 3.2.3 影响模型误差的因子
• 3.3 模型误差理论目前研究成果
• 3.4 本章小结
• 4 规则曲线数字化时的模型不确定性
• 4.1 圆曲线的模型不确定性
• 4.1.1 圆曲线的最大偏距
• 4.1.2 圆曲线各个点的模型不确定性
• 4.1.3 圆曲线数字化时导致的面积差
• 4.1.4 综合误差带及其可视化
• 4.2 二次曲线的模型不确定性
• 4.2.1 二次曲线的一般理论
• 4.2.2 二次曲线模型误差的量化计算
• 4.3 二次曲线模型不确定性的特例
• 4.4 本章小结
• 5 不规则曲线数字化时的模型不确定性
• 5.1 不规则曲线的误差特性
• 5.1.1 不规则曲线的几何特征误差
• 5.1.2 不规则曲线的模型误差特征
• 5.2 不规则曲线模型误差的定量化表示
• 5.2.1 拟合曲线与抽样直线偏距的计算
• 5.2.2 曲线的模型误差带面积的计算
• 5.3 不规则曲线的综合不确定性模型及其可视化
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 本文研究内容
• 6.2 本文的创新之处
• 6.3 需要进一步完成的工作
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集
• 详细摘要