论文部分内容阅读
地理信息系统(GIS)具有地理空间数据获取、存储、管理、分析和输出的一体化功能，为制图人员提供了快速生产数字地图的强大动力。目前，GIS用户己经建成各种地理空间数据库。在这些数据库中存储着特定地理区域的各种专题信息，它们作为多种应用的主要信息源。随着GIS规模的逐渐扩大及处理问题的日益复杂化，人们越来越深刻地认识到制图综合的重要性。其原因是:一方面，基于节约的原则并受设备存储能力的限制，人们对特定地区一般只建立内容详细而完备的一种或少数几种基本的大比例尺基础空间数据库;另一方面，人们力图以基础数据库为依托，通过对该区域进行多专题的要素提取、空间分析、评价预测等研究和处理派生出各种一系列专题或较小比例尺的数据库或地图。制图综合的指导原则是在保持空间实体的基本结构和特征的条件下，以清晰易读的形式把它们表示出来。它在地理信息系统中占据着相当重要的地位。
在地理信息系统中，地理实体可概括为点、线、面三类要素，它们具有空间几何特征和属性特征。在矢量型空间数据库中，这些实体通过拓扑结构来描述属性特征和几何特征的联结关系，其联系纽带是实体的标识码(ID)。在栅格空间数据库中，地理实体表示为一个像元或者像元阵列，用像元的行列号确定位置，用每个像元的值表示实体的属性编码。目前，GIS系统都实现了矢量数据和栅格数据的相互转换功能，为在GIS下实现矢量数据和栅格数据的混合制图综合提供了可能。
目前，制图综合的研究主要是针对大比例尺地图，特别注重对图形形状特征的简化，例如线的弯曲形状，面的边界轮廓线特征以及对公共边界的处理等。然而，在实际地理空间中，地理实体的分布、几何形状和变化多种多样，某一类地图要素并不能完整描述全部的地理实体，而仅仅只能描述具有一定特征的部分地理实体，因此，对同一地理空间的描述就需要对点要素、线要素及面要素进行描述来共同完成，这三类基本要素相辅相成，彼此之间存在着必然的空间关系。当前的制图综合多是针对单一地图图层及单一地图要素的综合，在综合过程中，只考虑了地图要素本身的特征而忽略了与同图层中其它地理要素的空间关系，例如拓扑关系。
在城市地图上，居民地的面积负载量约占图幅的70％，对居民地实施综合的结果直接影响着地图质量及图面效果，因此选择合理的综合策略及适合的综合算法显得尤为重要。实现街区综合不仅需要依照地理空间数据的综合原则，保持居民地与街区道路的整体形态特征;此外还要保持空间拓扑关系的一致性，避免因为表达空间缩小而造成地物要素之间的冲突发生，如道路与居民地相交的现象发生。所有综合操作完成后需要对自动综合生产出的新比例尺数据进行质量评估，用以检查其是否满足新比例尺条件下的综合要求;另一方面，对自动综合算法的输出结果进行实时评价，评估算法的正确性与优越性。
论文主要围绕街区自动综合这一中心，以保持空间拓扑关系的一致性为约束条件，从制图综合的研究背景及现状开始，对街区自动综合的原则、道路综合算法、居民地综合算法及制图综合质量评价体系进行了研究，最后在MapGISK10下对某1∶10000的街区数据进行了实验并对其进行了分析评价，获得了比较满意的结果。
论文的主要研究内容包括:
1、对目前街区自动综合的原则和研究现状进行了分析和总结，研究总结了街区自动综合所面临的问题;
2、结合街区自动综合中所遵循的空间拓扑关系的约束条件，研究了基于约束D三角网的改进方法，从三个方面进行了改进:(1)建立道路线内的三角网;(2)删除相同Z值的三角形避免死胡同线段;(3)进一步处理T型工型接头。实验结果显示提取后的中轴线符合原始道路形态，路口连通性较好。
3、在道路中心线提取的基础上，研究了居民地多边形的毗邻算法和综合过程中居民地多边形属性的处理方法。
4、对街区自动综合的评价体系进行了研究，从地理实体的几何形态分类出发，得出了点、线、面要素综合后的质量评价体系，其中边界点的压缩比、综合前后图元数目变化率、整体形态相似度及面积变化率的指标为后续街区自动综合结果的质量提供了评价标准。
5、根据以上的研究，在MapGISK10下对街区数据进行了自动综合实验，首先通过街区中心线的提取对待综合的街区进行结构分析，然后再提取的中心线的约束条件下重点实现了街区单元的毗邻、合并和化简操作，最后根据线、面要素的质量评估参数对街区综合的质量进行了评价。