地理空间框架数据的多尺度问题

地理空间框架数据的多尺度问题


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-12-07 编辑:xuzhiping 浏览次数: 4025

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摘要: 在不同的尺度背景下,地球空间现象或实体往往具有不同的空间形态、结构和细节。为了满足宏观、中观和微观层次的空间建模和分析应用的需要,人们对地球表层各种自然和人文现象的空间形态结构进行了不同尺度的抽象表达,形成了不同比例尺的系列地形图(毋河海,2000)。由于数字...

在不同的尺度背景下,地球空间现象或实体往往具有不同的空间形态、结构和细节。为了满足宏观、中观和微观层次的空间建模和分析应用的需要,人们对地球表层各种自然和人文现象的空间形态结构进行了不同尺度的抽象表达,形成了不同比例尺的系列地形图(毋河海,2000)。由于数字地图综合问题未能取得突破性进展,世界各国迄今仍分别将各比例尺地图数字化,生成多种比例尺地理空间框架数据。这种方法费时费力,耗资巨大,不仅存在着同一实体的多重表达间一致性问题,而且也给多比例尺数据的协同更新带来了不少困难。

(1)多重表达问题

空间数据建模中常用的点、线、面数据模型原是针对宏观(或小比例尺)应用而发展起来的,在用于表达微观空间现象或实体时,出现了一些新的问题(Lee,1990)。例如,在A比例尺地理框架数据中将城市主干道定义为单线目标,而在大比例尺框架数据中应为双线目标。应该说,这种多重表达是对城市主干道在不同详细级别上的多层面、多角度的表达或反映,不应该产生矛盾或冲突。换言之,应该使城市主干道这(个)同一地理对象在多重表达版本之间保持属性和几何特征的逻辑连贯性以及拓扑一致性。因此,需要研究在不同尺度下同一类空间现象(或实体)的多重表达问题,包括语义关系、表达方法、联系机制、转换方法,以保证同一实体多重表达间的一致性,避免跨比例尺显示和分析时出现矛盾。

就多尺度数据的存贮组织而言,大多数用户是在同一管理系统下同时存贮多个比例尺的空间数据,通过专门的空间索引来实现不同尺度数据间的切换。另一种方法是设计多分辨率数据结构,实现不同尺度数据间的有机连接。例如,芬兰大地测量研究所采用多层次栅格存贮结构,将同一个空间实体在不同比例尺的数据投影到不同层次上,而用指针将各层次连接起来,对较低层次数据的修改或更新便会自动地传递到各高层数据中去。

(2)协同更新问题

由于我国经济建设和社会发展速度很快,地物地形等要素不断变化,多尺度地理空间框架数据更新的任务十分艰巨复杂。考虑到多尺度数据间存在着一致性的联系,今后的一个重要发展方向是,先对大比例尺数字地图进行实测更新,然后对更新后的大比例尺数字地图进行综合,实现对较小比例尺数字地图的更新,逐步地实现用1:1万数据更新1:5万数据,用1:5万数据更新1:25万数据,用1:25万数据更新1:100万数据。值得指出的是,目前国内外在数字地图自动概括方面作了大量的研究工作,但各种算法的研制相对孤立,尚未形成综合算法体系,实用化软件系统仍有待于开发。因此,应针对我国多尺度地理空间数据库更新的实际情况,研究和开发基于自动化处理与交互式操作相结合的地形图数据综合系统。其技术关键问题包括自动综合算子的研制和人机交互更新环境的建立、不同比例尺地图要素的自动匹配、各种综合操作的几何转换和图形化简算法、更新过程中的数据一致性处理和历史数据保存等。

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