GIS數(shù)據(jù)庫(kù)更新中空間沖突自動(dòng)檢測(cè)方法

前言

在GIS數(shù)據(jù)庫(kù)更新中，由于不同來(lái)源的數(shù)據(jù)所采用的建模方法不盡相同，精度、時(shí)態(tài)、尺度、語(yǔ)義存在差異，數(shù)據(jù)間往往存在空間沖突，表現(xiàn)為目標(biāo)位置、形狀、方向、屬性等的不一致，直接影響著數(shù)據(jù)的可用性。因此，多源空間數(shù)據(jù)空間沖突的發(fā)現(xiàn)與處理是當(dāng)前地理數(shù)據(jù)資源整合、開(kāi)發(fā)、利用亟待解決的問(wèn)題，并逐漸成為國(guó)內(nèi)外GIS學(xué)術(shù)界研究的熱門(mén)問(wèn)題。然而，由于空間沖突的類(lèi)型多樣性、計(jì)算復(fù)雜性、語(yǔ)義相關(guān)性等造成其檢測(cè)和處理困難。在理論上，雖然國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此做了大量的研究，取得了一些研究成果，但由于其通用性不強(qiáng)，在生產(chǎn)實(shí)踐中，有許多類(lèi)型空間沖突的檢測(cè)和處理還停留在手工階段，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且容易出現(xiàn)錯(cuò)判、漏判。一般來(lái)講，空間沖突的解決涉及沖突發(fā)現(xiàn)和處理等問(wèn)題。在海量數(shù)據(jù)中快速檢測(cè)和定位空間沖突，是空間沖突處理的先決條件?，F(xiàn)有的方法主要是通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)的空間完整性約束，將拓?fù)溴e(cuò)誤檢測(cè)轉(zhuǎn)化為目標(biāo)間拓?fù)潢P(guān)系與語(yǔ)義定義的一致性判斷，并提出了基于Delaunay三角網(wǎng)、基于矢一柵結(jié)合等探測(cè)空間沖突的算法，但效率不高，難以應(yīng)用于海量矢量數(shù)據(jù)的檢測(cè)。一些商業(yè)GIS軟件（如ArcGIS等）提供了部分針對(duì)簡(jiǎn)單目標(biāo)特定類(lèi)型的拓?fù)溴e(cuò)誤檢查功能，同樣難以滿足實(shí)際的應(yīng)用需求。原因在于，空間沖突是目標(biāo)間局部拓?fù)洹⒎较?、度量及語(yǔ)義關(guān)系的不一致，而以上研究或應(yīng)用主要是針對(duì)數(shù)據(jù)中的拓?fù)溴e(cuò)誤檢查，沒(méi)有綜合考慮空間目標(biāo)間的方向和度量關(guān)系。進(jìn)一步分析認(rèn)為，以上方法所采用的空間關(guān)系模型只能粗略地計(jì)算和描述目標(biāo)間簡(jiǎn)單的拓?fù)潢P(guān)系，難以計(jì)算和集成表達(dá)目標(biāo)間局部空間關(guān)系的細(xì)節(jié)，同時(shí)缺乏針對(duì)海量數(shù)據(jù)的空間關(guān)系細(xì)化計(jì)算的方法，限制了其對(duì)空間沖突的檢測(cè)能力。

內(nèi)容概要

本書(shū)以地圖制圖學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)、計(jì)算幾何、GIS空間關(guān)系為主要理論依據(jù)，針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)更新中空間沖突檢測(cè)問(wèn)題，從GIS數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)、更新的實(shí)際需求出發(fā)，較為系統(tǒng)而全面地介紹了空間沖突檢測(cè)的主要進(jìn)展以及線線空間沖突檢測(cè)的模型與方法，研制開(kāi)發(fā)了空間沖突檢測(cè)的工具等。    本書(shū)為高等學(xué)校地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)教學(xué)參考書(shū)，同時(shí)也適合從事空間數(shù)據(jù)處理的專(zhuān)業(yè)人員參考。

書(shū)籍目錄

第一章 緒論  1.1 傳統(tǒng)地圖中的符號(hào)沖突  1.2 GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中的空間沖突  1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)更新中的空間沖突  1.4 空間沖突檢測(cè)的需求、現(xiàn)狀及問(wèn)題第二章 基于空間關(guān)系計(jì)算的空間沖突檢測(cè)模型  2.1 現(xiàn)實(shí)世界中的空間關(guān)系  2.2 空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的空間關(guān)系  2.3 空間沖突與空間關(guān)系的映射關(guān)系  2.4 空間沖突自動(dòng)檢測(cè)模型  2.5 線目標(biāo)間空間沖突檢測(cè)第三章 線線空間關(guān)系精細(xì)化表達(dá)的拓?fù)滏溎Ｐ? 3.1 空間沖突檢測(cè)需要計(jì)算和描述的空間關(guān)系  3.2 現(xiàn)有的空間關(guān)系描述模型  3.3 一種新的線線詳細(xì)拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)模型——拓?fù)滏? 3.4 兩線目標(biāo)空間關(guān)系表達(dá)模型  3.5 一線目標(biāo)與一組線目標(biāo)間的空間關(guān)系表達(dá)模型第四章 線目標(biāo)間拓?fù)潢P(guān)系細(xì)化計(jì)算的分解一組合法  4.1 線目標(biāo)拓?fù)潢P(guān)系類(lèi)型  4.2 線目標(biāo)分解一組合計(jì)算  4.3 直線段拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算的改進(jìn)平面掃描算法  4.4 基于規(guī)則的線線局部拓?fù)潢P(guān)系推斷  4.5 利用拓?fù)滏溎Ｐ徒M合局部拓?fù)潢P(guān)系第五章 基于空間關(guān)系編碼匹配的空間沖突判斷  5.1 空間沖突判斷規(guī)則  5.3 空間沖突的確認(rèn)第六章 更新河流與山谷線空間沖突檢測(cè)  6.1 現(xiàn)有的山谷線提取方法  6.2 基于矢量投影法提取谷底點(diǎn)的方法  6.3 山谷線與河流不一致的探測(cè)第七章 實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用  7.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介  7.2 主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果  7.3 河流與等高線空間沖突檢測(cè)第八章 總結(jié)與展望參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：本章在分析傳統(tǒng)地圖符號(hào)沖突的基礎(chǔ)上，結(jié)合空間數(shù)據(jù)的特點(diǎn)提出GIS空間沖突的概念。首先分析了GIS空間沖突與地圖符號(hào)空間沖突的區(qū)別和聯(lián)系，認(rèn)為GIS空間沖突是空間數(shù)據(jù)不確定性的反映。在總結(jié)前人對(duì)空間沖突分類(lèi)的基礎(chǔ)上，提出了GIS中空間沖突分類(lèi)方法。以數(shù)據(jù)庫(kù)更新為背景分析了更新中空間沖突產(chǎn)生的原因及其檢測(cè)的需求、現(xiàn)狀和問(wèn)題。1.1 傳統(tǒng)地圖中的符號(hào)沖突1.1.1 地圖符號(hào)間的約束地圖是按照一定的數(shù)學(xué)法則，運(yùn)用符號(hào)系統(tǒng)概括地將地球上各種自然和社會(huì)現(xiàn)象縮小表示在平面上的圖形（廖克等，1985；王家耀等，2000）。地圖的各種符號(hào)、色彩、文字注記等構(gòu)成地圖語(yǔ)言，表示地物的位置、形狀、大小等幾何特征，數(shù)量、質(zhì)量等屬性特征及地圖對(duì)象間的空間關(guān)系。地圖符號(hào)主要包括點(diǎn)狀符號(hào)、線狀符號(hào)、面狀符號(hào)，具有形狀、大小和位置3個(gè)基本特性，其中，點(diǎn)狀符號(hào)的位置由定位點(diǎn)確定，尺寸取決于地圖比例尺和圖中符號(hào)的疏密程度，線狀符號(hào)具有一定寬度，位置由定位線確定?？梢?jiàn)，在地圖中，o維的點(diǎn)和1維的線都表示為2維的面，符號(hào)間的關(guān)系取決于符號(hào)的位置和尺寸兩個(gè)因素。地圖符號(hào)及其關(guān)系遵從地圖語(yǔ)言的法則，其包括語(yǔ)法、語(yǔ)義與語(yǔ)用3個(gè)要素（廖克等，1985），共同構(gòu)成了對(duì)地圖符號(hào)的形狀、結(jié)構(gòu)、大小、方向、位置、關(guān)系以及色彩、注記等的約束。（1）地圖語(yǔ)法是指地圖符號(hào)系統(tǒng)組合的結(jié)構(gòu)方式與規(guī)則，反映地圖符號(hào)之間的關(guān)系。（2）地圖語(yǔ)義是指地圖符號(hào)所代表的制圖信息的含義，反映地圖符號(hào)與制圖對(duì)象之間的關(guān)系。（3）地圖語(yǔ)用指地圖符號(hào)的實(shí)用性，研究作為信息表達(dá)手段的地圖符號(hào)的信息價(jià)值及用圖者的感受，包括辨別性、易懂性、易記性等，反映地圖符號(hào)與使用者間的關(guān)系。

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《GIS數(shù)據(jù)庫(kù)更新中空間沖突自動(dòng)檢測(cè)方法》是由測(cè)繪科技專(zhuān)著出版基金資助的。

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