多源地理空間矢量數據融合理論與方法研究

主要內容

Ⅰ.多源地理空間數據
Ⅱ.地理空間矢量數據融合
Ⅲ.地理空間矢量數據融合的框架
Ⅳ.多源地理空間數據集成內容與方法
Ⅴ.數字地形圖和海圖融合(實例)

Ⅰ.多源地理空間數據
     定義:

      由於地理實體的不確定性、人類認識表達能力的侷限性、測量誤差、數字化採集誤差及地理空間數據在計算機中表達的侷限性等因素的影響,不同的數據獲取手段(遙感、GPS、實地勘測、地圖)、不同的專業領域數據、不同的比例尺、不同的獲取時間和使用不同軟件系統所獲取的同一地區的地理空間數據存在着差異。這種同一地區多次獲取的地理空間數據稱爲多源地理空間數據

      差異性:
      主要表現在多語義性、多時空性和多尺度性、獲取手段多源性、存儲手段多源性、空間基準不一致等
      產生根源:
          空間實體或現象本身不確定性
      人類認知表達能力的侷限性
      空間實體或現象觀測的誤差;

      計算機表達地理對象的侷限性;

      空間數據處理與操作產生的誤差。

Ⅱ.地理空間矢量數據融合

地理空間柵格數據融合

    可以分爲三級:數據級融合(特徵提取以前)、特徵級融合(屬性說明之前)和決策級融合(各傳感器數據獨立屬性說明之後)

地理空間矢量數據融合

  分爲地理空間數據集成和融合兩部分,集成是融合的基礎,融合是集成進一步發展。

    地理空間數據集成

    定義:多源地理空間矢量數據集成是把不同來源、格式、比例尺、多投影方式或大地座標系統的地理空間數據在邏輯上或物理上有機集中,從而實現地理信息的共享。

    地理空間數據融合

    多源地理空間矢量數據融合是指按某種特定的應用目的,將同一地區不同來源的空間數據,採用一定的方法進行匹配;按照一定的原則對數據進行融合,包括重新組合專題屬性數據,改善地理空間實體的幾何精度,提高地理數據生產效率和質量;最終產生新的質量更高的數據。

目的:

     提高數據質量,包括改善幾何精度和豐富屬性信息

結果

    產生新的數據。新數據部分或者全部集成了兩種源數據的優點,如高的點位精度,好的現勢性,豐富的屬性信息等


Ⅲ.地理空間矢量數據融合的框架


地理空間矢量數據集成
         空間基準的統一
         數據模型的統一
          語義編碼的統一
      集成方式:數據交換、直接訪問、數據互操作和本體集成四種方式。
地理空間矢量數據融合

       融合過程包括兩個過程:一、實體匹配;二、是將匹配的同名實體進行幾何位置與屬性數據的融合。

       實體匹配:


       幾何和屬性融合

Ⅳ.多源地理空間數據集成內容與方法
集成內容:
        空間基準統一:座標系統的統一;投影變換;高程基準的統一。
        數據模型的統一:製圖數據模型拓撲關係數據模型面向實體數據模型;面向對象數據模型統一數據模型設計。
        地理空間數據語義編碼的統一           
集成方法:

     傳統方法:

                      外部數據交互模式

                      直接數據訪問模式

                      空間數據互操作模式

          基於本體的集成方法:


Ⅴ.數字地形圖和海圖融合(實例)

數學基礎的統一

        採用CGSC2000座標系;

        高程基準是以海水平均水平面的高度爲準;

        地形圖採用高斯投影,海圖採用魔卡託投影

        比例尺定位1:25萬  


數據模型統一

數字地形圖和海圖數據融合策略

        融合時海部要素以海圖爲準,如水文、海底地貌及底質、礁石、沉船、障礙物、海上區域界線、助航設備及航道等;陸部要素以地形圖爲準,如測量控制點、工農業社會文化設施、居民地及附屬設施、陸地交通、陸地地貌等

















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