基于全局一致性评价的多尺度矢量道路网数据匹配方法研究

随着地理信息获取技术飞速发展，人类掌握的空间数据呈爆炸式增长，空间数据的集成、共享、融合、更新等诸多应用成为当前迫切需要解决的问题，空间数据匹配是上述应用的关键技术。本项目选取多尺度矢量道路网数据作为实验对象，在对多尺度矢量道路网数据同名道路要素差异性形成机理研究的基础上，系统化总结道路网匹配过程中遵循的规则和标准；针对"结点-弧段"拓扑数据模型存在的不足，设计了道路网结构的层次表达模型；通过将单个道路要素匹配评价与该要素所关联要素构成的"场景"匹配评价相结合，设计了结合"结点-弧段-路段"的全局一致性空间相似性评价模型，实现多尺度矢量道路网数据同名道路要素的快速匹配判断；通过对匹配质量的评估研究，保证了匹配算法应用的可靠性。本研究有助于进一步丰富多尺度矢量空间数据匹配理论与方法，对空间数据集成与融合以及国家基础地理信息快速更新具有重要的科学与应用价值。

随着地理信息获取技术飞速发展，人类掌握的空间数据呈爆炸式增长，空间数据的集成、共享、融合、更新等诸多应用成为当前迫切需要解决的问题，空间数据匹配是上述应用的关键技术，具有十分重要的理论意义和很高的应用价值。本项目针对多尺度矢量道路网数据的数据匹配问题进行了系统研究，共发表学术论文20篇（EI检索9篇），完成学位论文1篇。主要研究成果如下：.（1）提出了基于全局一致性评价的多尺度矢量道路网匹配的概念模型。该模型包含三个关键组成部分：道路网空间结构特征的获取、匹配候选集的同步搜索和全局一致性评价。.（2）提出了一种城市道路网面域形态特征的识别与表达方法。以路链为基本单元对道路网数据进行重新组织，设计了路链结构重要性评价模型，集成了连通度、接近度、中介度和长度四个特征指标，使得评价结果更加合理；依据路链的属性等级、结构特征重要性以及视觉对称性原则，实现了对道路网最大包络区域的层次剖分从而获得其包含的各级层次道路网眼并进行结构化表达。.（3）提出了一种基于一致性搜索和评价的矢量道路网匹配方法。以空间场景（局部道路网络）作为匹配搜索与判断的主体，通过将待匹配路段与邻域路段作为整体进行匹配候选集的一致性搜索，确保了生成的候选匹配空间场景与待匹配空间场景在空间结构特征上保持相似，同时大大降低匹配候选对象的数量；分别建立了路段相似性评价模型与空间场景相似性评价模型，设计了路段的匹配判断规则，即匹配路段之间它们在空间场景上是最相似的，并且路段个体的相似度大于给定的阈值，确保了路段个体和局部路网整体在匹配结果上保持一致。.（4）提出了一种道路网匹配的蚁群算法求解模型。利用蚁群算法的群体优势，在没有集中控制和不提供全局模型的前提下，通过随机搜索的方法，实现全局最优的同名实体匹配方案。