空间数据多尺度表达不确定性及其可视化研究

空间数据的多尺度表达是GIS实用化的核心问题之一，而不确定性制约着GIS使用的可靠性。目前国内外针对该课题的相关研究成果非常少，尚未建立科学合理的研究体系和研究框架，已有的研究成果也只是纯理论和纯函数表达式。本项目在确立空间数据多尺度表达不确定性及其可视化研究体系和研究目标的基础上，首先以空间数据多尺度表达不确定性的来源和分类为基础建立空间数据多尺度表达不确定性的形式化描述方法；其次针对不同的数据模型和不同类型的不确定性建立尺度依赖的不确定性综合评价指标和量化模型，并建立多尺度空间数据一致性评价模型和进行空间数据多尺度可视化相似关系研究；然后创建空间数据不确定性的尺度依赖的可视化方法；最后针对所研评估指标、量化模型及可视化方法开发相应的原型系统，验证各不确定评价指标、量化模型及可视化方法的可行性、合理性、实用性和计算效率的高低，并据此提出空间数据多尺度表达不确定性的可行性评估方案。

空间数据的多尺度表达是GIS的核心问题之一，空间数据的不确定性伴随着多尺度表达的全过程，并制约着GIS的可靠性。因此空间数据多尺度表达的不确定性是GIS中的重要研究内容。本项目对空间数据多尺度表达的不确定性问题进行了全面系统的研究。主要内容包括：通过对空间数据多尺度表达不确定性的引发机制、表现形式及其对现实应用中的影响等多角度的分析研究，构建了空间数据多尺度表达不确定性的形式化描述模型；通过对点、线、面、点群、居民地等空间实体多尺度表达实现方案的分析与研究，分别构建了它们的尺度依赖的不确定性综合评价指标和量化模型；以空间数据多尺度表达的不确定性为基础，利用粗集理论，分析空间数据多尺度表达空间拓扑和方向关系的不确定性，并构建空间数据多尺度表达空间拓扑和方向关系不确定性的定量评价模型；建立了不同尺度空间数据一致性（等价性）维护策略和评价模型；以视觉与认知理论为基础，设计了空间数据多尺度表达不确定性可视化流程，建立了空间数据多尺度表达不确定性的可视化方法；开发了相应的原型系统对所研究的评价指标、量化模型、可视化表达方法加以验证和应用。本项目建立空间数据多尺度表达不确定性研究的理论和方法体系，不仅丰富和完善了空间数据不确定性研究的基础理论体系，而且切实为解决多尺度GIS的实用化做了一次新的探索和发展，所建立的模型和方法在GIS空间数据质量控制方面具有重要的理论意义和实际意义。