[发明专利]在土地利用信息多尺度表达中的空间数据库综合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间数据库综合方法，特别是一种在土地利用信息多尺度表达中的空间数据库综合方法，属地理信息系统及其应用领域。

技术背景

制图综合是在编制地图过程中，根据编图的目的，对编图资料和制图对象进行选取和概括，用以反映制图对象的基本特征和典型特点及其内在联系的方法。其实质是解决地图内容随比例尺的变化而产生的多尺度表达的问题。其任务是对地图内容随比例尺变化过程中的增减进行合乎制图学理论要求的综合变换。制图综合技术在地球空间信息科学领域有着广泛的应用，它是实现地理空间信息多尺度表达的核心技术。目前地图综合技术的研究主要是利用选取、概括等技术来解决从大比例尺地图缩编生成小比例尺地图问题。目前有人提出结构化制图综合技术方法，并成功应用于具有结构特征的水系自动综合，也有提出了基于遗传等模型算法的制图综合技术，并应用于制图综合目标冲突的移位问题，还有人提出了基于Voronoi图的制图综合技术，有效解决了城市建筑群等面群目标的综合问题，但这些方法都是针对普通地图开展，基于制图学理论基础，以满足地图表达需要为目标。由于专题地图数据库不仅具有和普通地图数据库相同的空间数据，而且还包括丰富的语义信息和专题信息，已有综合技术不能满足诸如多尺度土地利用数据间土地利用类型结构不变等专题信息综合需求。面向专题应用领域，以信息论为理论基础，基于数据库映射观点实现专题信息多尺度表达是一种行之有效的方法，且该技术方法未见相关发明专利报告。

发明内容

本发明目的是针对传统普通制图综合技术难以满足专题应用领域多尺度信息表达需求，建立了基于数据库的综合模型，实现了数据库综合的规范化，客服了传统普通制图综合仅关注图形综合，忽略了专题语义综合的缺陷。

本发明在土地利用信息多尺度表达应用中的空间数据库综合方法综合方法分为语义综合和图形综合两个步骤，其中语义综合的过程是基于专题数据库的综合约束，在一定知识推理的控制与指导下，对数据库中地物的地理特征进行判定，包括识别地物类型、地物等级、空间位置、与其它地物的空间关系以及确定地物的重要性等，是一个结构识别的过程。对于基础地理要素，要通过计算地物选取的技术指标，结合地物的上图长度、间距阈值，进行合理的地物取舍、类型合并和等级归并。

图形综合是在制图学理论指导下，对点状地物、线状地物和面状地物的综合。对点状地物主要是运用选取、删除和移位等算子进行点状图形综合操作，对线状地物而言，图形综合主要运用删除、连接、夸大、移位等综合操作算子进行操作处理，对面状地物则主要是合并、聚合、融合、压缩等操作算子，进行图形信息的处理。

数据库综合包括以下具体步骤：

(1)明确待综合的各要素层，通过对要素层进行叠加，得到一个多要素综合层。

(2)对多要素综合层中的地理要素进行抽取，确定待处理的各种要素。

(3)对待处理的各要素的语义相似度计算和结构识别，即确定各要素的地物类型、地物等级、空间位置、地物和拓扑关序重要性语义信息；

(4)对各地物要素进行语义综合，通过计算选取技术指标，结合各要素上图的长度或面积标准，对各要素进行选取、类型归并和等级合并。

(5)对于经过语义概括后生成的新数据库进行图形综合，选择对应的操作规则，综合模型和综合技术指标。

(6)确定综合对象应该采取何种操作项，各种类型的地物要素分别选择聚合、融合等不同操作算子可供选择。聚合是将两个或多个类型相同、不相邻接但彼此间距离小于最小距离域值的面状图斑联合生成一个多边形，主要用于解决属于同一类型的面状地物之间距离过于狭小的状况。融合操作是将不同类型的拓扑邻接对象合并成新对象，其实质是将不重要的地块(比如面积较小)归并到与其拓扑邻接的某个邻域多边形中。

(7)对图形综合后的地物进行边界化简。

(8)对综合结果进行评价，判断综合后的地物是否满足语义规则与图形规则的要求，对于不满足综合规则的地物要素，要重新进行综合过程的各项操作。

本发明的方法是以土地利用信息多尺度表达应用为目的，以土地利用数据库为对象，在传统的普通制图综合基础之上，通过引入空间映射方法，建立多尺度数据库之间的映射和关联关系。一方面，增加了专题信息语义综合的内容，满足了专题数据库综合应用要求；另一方面，通过建立数据库之间的空间映射，实现了多尺度数据库之间的动态关联，为多尺度数据库表达和更新提供了新的技术方法。