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信息技术条件下自然要素自动综合及实现方法的研究

作　者: 郭沛沛
导　师: 李成名
学　校: 中国测绘科学研究院
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 制图综合层次处理自然要素空间关系 Delaunay
分类号: P283.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

综合是制图学的重要的研究方向之一,也是客观现实世界科学美观抽象表达的关键。制图综合在对地理信息加工和转换过程中实现了地图信息的传递。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。随着地图由纸质地图-数字地图-地理信息系统-数字地球的发展,制图综合也经历了由定性描述到定量描述,从单纯手工作业到计算机实现的历程。计算机技术的发展为数字地图自动综合提供了新的技术手段。本文在参阅和研究了国内外研究资料的基础上,对自然要素中的点、线、面要素的综合进行了研究和探索。本文主要的研究内容包括了以下几个方面：1.自然要素综合的基本思想和基本算法。要开展自然要素自动制图综合的研究,首先对制图综合的内涵、方法以及模型进行系统的概括与总结。以此为指导,分别研究了Delaunay三角网及其对偶图Voronoi图的定义和构建算法、空间关系内涵和建立算法、等高线相邻关系树的建立算法和应用等基础自动制图综合算法,为下文的点、线、面自然要素的综合奠定了基础。同时根据人类认识世界的特点,提出在自然要素综合过程中使用分层处理的思想,综合考虑目标的空间信息和属性信息,对对象进行划分层次的综合处理,使得结果更加合理。2.典型点群自然地物要素的综合算法研究。分析了用以表示点群分布的特征参量,提出了点群综合的一般方法,并将基于加权处理的分层思想用以点群的选取中,使得到的结果更加合理。3.典型线状自然地物要素的综合算法研究。选择河网和等高线作为典型地物进行研究,分析了河网的数据组织特征,实现了基于树状数据组织结构的河网分层选取和河流化简。分析指出了等高线自动综合两种主流方向和综合的算法,重点分析了基于地形结构线的成组等高线简化方法实现,其中创造性的提出了基于等高线相邻关系树的研究实现和应用。4.典型面状自然地物要素的综合算法研究。研究了湖泊选取的处理过程和湖泊轮廓图形优化的算法。通过在自主研发的New Map系列软件平台上编程实现后的实验、应用,验证了本文提出的基础算法和研究方法的正确性、可靠性。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-16
  1.1 研究目的和意义  10-11
  1.2 国内外相关研究现状  11-13
    1.2.1 制图综合理论与方法的研究现状  11-12
    1.2.2 制图综合软件的研究现状  12-13
  1.3 目前存在的困惑和误区  13-14
  1.4 论文的目标与组织结构  14-16
第二章地图综合的数据结构和模型基础  16-36
  2.1 Delaunay三角网构建与更新  16-24
    2.1.1 Delaunay三角网和Voronoi图  16-17
    2.1.2 Delaunay三角网的建立  17-23
    2.1.3 Voronoi图的构建  23-24
  2.2 空间关系  24-34
    2.2.1 拓扑关系概念  24-25
    2.2.2 拓扑关系数据结构  25-28
    2.2.3 等高线相邻关系树  28-33
    2.2.4 空间关系的使用  33-34
  2.3 分层处理思想  34-35
    2.3.1 分层处理思想  34-35
    2.3.2 分层处理思想应用  35
  2.4 本章小结  35-36
第三章点状自然要素综合的研究和实验  36-46
  3.1 点群的特征参量  36-38
    3.1.1 点群的分布范围  36-37
    3.1.2 点群的密度  37
    3.1.3 点群的分布中心  37-38
    3.1.4 点群的分布轴线  38
  3.2 点群的自动综合  38-41
    3.2.1 边界点的化简  38-39
    3.2.3 内部点的化简  39-41
  3.3 基于加权的分层处理  41-44
    3.3.1 分层处理的点群综合流程  41-42
    3.3.2 分层处理的点群综合实验  42-44
  3.4 本章小结  44-46
第四章线状自然要素综合的研究与试验  46-72
  4.1 河网的自动综合  46-55
    4.1.1 河网的数据组织  46-48
    4.1.2 河网的选取  48-50
    4.1.3 河流的化简  50-55
  4.2 等高线的自动综合  55-69
    4.2.1 单条等高线的自动综合  55-58
    4.2.2 成组等高线的自动综合  58-69
  4.3 本章小结  69-72
第五章面状自然要素综合的研究与试验  72-80
  5.1 湖泊的选取  73-76
    5.1.1 湖泊数据的预处理  73-74
    5.1.2 湖泊综合指标的计算和标示  74-75
    5.1.3 湖泊的自动选取  75-76
  5.2 湖泊的轮廓图形优化  76-77
    5.2.1 湖泊形状的化简  76-77
    5.2.2 湖泊化简的约束条件  77
  5.3 本章小结  77-80
第六章结论与展望  80-84
  6.1 主要工作总结  80-81
  6.2 需要进一步研究的内容  81-84
参考文献  84-88
发表文章  88-90
致谢  90

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