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矢量地图数据的局部拓扑算法研究与实现

作　者: 徐立
导　师: 刘海砚
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 增量式更新 拓扑关系 全局拓扑 局部拓扑 空间数据模型 拓扑编辑
分类号: P208
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 74次
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内容摘要


矢量地图数据的增量式更新是目前地图数据快速更新的有效方法。作为矢量地图数据增量式更新的关键技术之一,矢量地图数据的局部拓扑算法能有效地解决数据更新环节中拓扑信息更新所带来的效率问题,对于地图数据的快速更新具有重要的意义。本文在研究矢量地图数据全局拓扑算法的基础上,设计实现了基于区域变化的局部拓扑算法和基于拓扑编辑的实时拓扑算法,采用1:250000地形图数据进行了实验,对全局拓扑算法和基于区域变化的局部拓扑算法的效率影响因素和性能进行了分析比较,也对基于拓扑编辑的局部拓扑算法进行了验证,并提出了算法的改进措施。主要内容包括:1.介绍了局部拓扑算法在矢量地图数据增量式更新中的地位和作用,并对现有的局部拓扑算法进行了分类;2.介绍了矢量地图数据拓扑的相关知识;对现有的矢量地图数据全局拓扑算法进行了较为全面的阐述,其中较为详细阐述了算法的三个关键过程—线要素互相交断链、结点匹配和面域构建;3.在矢量地图数据全局拓扑算法的基础上,提出了一种基于区域变化的局部拓扑算法,并分析了它与全局拓扑算法和基于变化要素状态的局部拓扑算法的异同;4.在研究当前典型空间数据模型的基础上,设计了一种面向拓扑编辑的空间数据模型;提出了拓扑原子操作的概念,并针对不同的拓扑元素设计了一系列的拓扑原子操作;在拓扑原子操作的基础上,设计了针对各种拓扑元素的拓扑编辑算法;5.设计实现了矢量地图数据拓扑处理实验系统;分析了全局拓扑算法和基于区域变化的局部拓扑算法性能的主要影响因素,并对两种拓扑算法的性能进行了比较;设计了一种基于xml文件形式的拓扑数据增量包。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 矢量地图数据局部拓扑算法的研究背景  10-12
    1.1.1 矢量地图数据更新概述  10-11
    1.1.2 局部拓扑更新技术是矢量地图数据增量式更新的关键技术之一  11-12
  1.2 矢量地图数据局部拓扑算法的研究现状及分类  12-14
    1.2.1 矢量地图数据局部拓扑算法的研究现状  12-13
    1.2.2 矢量地图数据局部算法的分类  13-14
  1.3 本文的研究内容和论文组织  14-16
第二章 矢量地图数据全局拓扑算法  16-28
  2.1 矢量地图数据中拓扑关系及表示  16-19
    2.1.1 拓扑的概念  16
    2.1.2 拓扑关系  16-19
    2.1.3 简单拓扑数据结构  19
  2.2 全局拓扑关系的建立  19-27
    2.2.1 拓扑数据准备  19-20
    2.2.2 线要素的互相交断链  20-23
    2.2.3 弧段与结点关系的建立  23-25
    2.2.4 弧段与多边形关系的建立  25-27
    2.2.5 拓扑关系建立的总流程  27
  2.3 本章小结  27-28
第三章 基于区域变化的局部拓扑算法  28-39
  3.1 算法描述  28-37
    3.1.1 算法的基本思路  28-30
    3.1.2 数据结构的设计  30-32
    3.1.3 参加局部拓扑的各类要素的确定  32-33
    3.1.4 线要素互相交断链  33-35
    3.1.5 结点匹配  35
    3.1.6 面域更新  35
    3.1.7 拓扑数据增量信息的描述  35-36
    3.1.8 利用局部拓扑结果更新原有全局拓扑关系  36-37
  3.2 算法分析  37
  3.3 在地图数据增量式更新中的应用  37-38
  3.4 本章小结  38-39
第四章 基于拓扑编辑的实时拓扑算法  39-54
  4.1 面向拓扑编辑的空间数据模型  39-43
    4.1.1 典型空间数据模型分析  39-41
    4.1.2 面向拓扑编辑的空间数据模型设计  41-43
  4.2 拓扑原子操作  43-47
    4.2.1 结点型拓扑原子操作  43
    4.2.2 弧段型拓扑原子操作  43-44
    4.2.3 面域型拓扑原子操作  44-45
    4.2.4 拓扑原子操作的设计  45-47
  4.3 基于拓扑原子操作的拓扑编辑  47-52
    4.3.1 结点编辑  48-49
    4.3.2 弧段编辑  49-51
    4.3.3 面域编辑  51
    4.3.4 几何点编辑  51-52
  4.4 拓扑信息的增量式更新  52
  4.5 拓扑编辑与传统编辑的对比  52-53
  4.6 本章小结  53-54
第五章 实验研究  54-72
  5.1 实验系统简介  54-56
    5.1.1 实验平台与开发环境  54
    5.1.2 实验系统的总体设计  54-55
    5.1.3 实验系统的功能  55-56
  5.2 全局拓扑算法与基于区域变化的局部拓扑算法的性能分析  56-67
    5.2.1 算法性能分析方法  56-57
    5.2.2 交通要素实验  57-62
    5.2.3 居民地要素实验  62-67
  5.3 基于拓扑编辑的局部拓扑实验  67-70
    5.3.1 拓扑原子操作的动态加载  67
    5.3.2 拓扑编辑的实现  67-70
  5.4 拓扑数据增量信息的XML 实现  70-71
  5.5 本章小结  71-72
第六章 总结与展望  72-74
  6.1 全文总结  72
  6.2 研究与展望  72-74
参考文献  74-76
作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作  76-77
致谢  77

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 一般性问题 > 测绘数据库与信息系统
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