[发明专利]一种海陆矢量地图数据集成与融合的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海陆矢量地图数据的集成与融合方法，属于地理信息系统空间数据处理技术领域。

背景技术

海陆矢量地图数据融合由于可以综合矢量海图与矢量陆图的信息，因而可以消除单个矢量海图或单个矢量陆图数据所带来的信息单一以及在空间上的局限性，得到信息丰富、质量更高的信息，更能满足人们的应用需求。随着地理信息系统的应用越来越广泛，人们对地理空间矢量数据的需求越来越迫切，而海、陆矢量数据往往在空间基准、语义编码、存储格式上等存在差异，这使得海陆矢量地图数据的集成与融合得到了广泛的应用。

数据集成是把不同来源、格式、比例尺、多投影方式或大地坐标系统的地理空间数据在逻辑上或物理上有机集中，从而实现地理信息的共享。数据集成的内容包括空间基准的统一、数据模型的统一以及语义编码的统一。目前数据集成的方法大致有三种：数据格式转换、数据互操作和数据直接访问，其中数据格式转换是最简单、最实用的方法。

空间数据融合是指将同一地区不同来源的空间数据，采用不同的方法，重新组合专题数据，统一物体的分类分级和属性，进一步改善物体的几何精度，消除以下差异：空间物体在不同的空间数据模型中多次采集所产生的数据描述上的差异；相同或不同的数据模型采用不同的分类分级方法采集所产生的要素属性差异；空间数据的应用目的不同表现在要素综合详细程度上的差异以及多次数字化所产生的几何位置差异。空间数据融合首先要实现不同矢量图中同名实体的匹配。

同名实体匹配就是通过分析空间实体的差异和相似性识别出不同来源图中表达现实世界同一地物或地物集(即同名实体)的过程。同名实体匹配是数据融合中的关键技术，根据实体匹配类型可分为点实体匹配、线实体匹配和面实体匹配。对于点实体及线实体的匹配技术，目前已经比较成熟，比如基于缓冲区的匹配算法以及基于空间关系的匹配方法等，而对于面实体的匹配往往比较困难，还没有成熟的解决方案。虽然从几何角度讲，面实体是由线实体构成，线实体由点实体构成，面实体的匹配是基于点或线实体的匹配来实现的，由于面实体边界的起始点与终止点不明确，因此使用这种匹配方法来解决面实体的匹配问题是不合适的。COBB M提出了基于知识的非空间属性数据的匹配策略，该方法通过计算属性项的相似度值来确定匹配实体，它在很大程度上依赖于数据集的数据模型及属性数据类型等。YUAN S提出面质心结合多种匹配检验规则的几何匹配方法，通过面实体栅格化后收缩来确定质心，然后将其矢量化，用点在面内的规则进行粗匹配，再结合多边形的面积A和面密度C进行匹配检验，最终判断匹配情况。张桥平提出基于模糊拓扑关系分类的匹配方法，先由面实体之间的重叠面积确定两个面实体之间可能的对应关系，然后计算两个面实体之间的形态距离，并由形态距离的模糊分类确定两个面实体之间的模糊拓扑关系，据此确定同名面实体匹配结果。这种方法主要着眼于城市地图中的建筑物面实体，对于其他形状复杂的面实体(如湖泊、岛屿等)却不能很好的匹配。对于现有的面实体匹配方法，大多存在着工作量大、处理速度慢、处理数据过程复杂的特点，这使得大批量处理矢量数据费时、费力。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，针对海陆矢量地图数据各自的特点，提供一种海陆矢量地图数据集成与融合的方法。在数据集成过程中，克服各自数据模型的缺陷，提出一种简单的、易于读取的数据格式；在数据融合过程中，避免同名面实体匹配过程的繁琐，提出一种基于多边形简化的同名面实体匹配方法，该方法简单易行，适合大批量处理矢量数据。

本发明的一种海陆矢量地图数据集成与融合的方法，包含以下几个步骤：

步骤一：根据海、陆矢量地图数据各自的特点进行数据规范化预处理，处理过程包括坐标系统的转换、地图投影的转换和语义编码的统一。

步骤二：设计一种新的数据格式，将矢量海图及矢量陆图的数据格式统一为新的数据格式，该数据格式简单、易于快速读取。

步骤三：读取统一后的矢量海图及矢量陆图数据，将矢量海图、矢量陆图集成到地理信息系统中来，使它们同时显示；

步骤四：分别对来自矢量海图、矢量陆图的数据进行同名实体的匹配，对于简单的同名点实体、同名线实体的匹配主要采用直接几何匹配策略，而对于同名面实体的匹配，设计一种新的匹配方法，即将面实体经过化简成四边形或八边形后再采用几何匹配的方法进行匹配，这样可以大大缩小匹配的范围，同时提高匹配速度，适用于大批量处理矢量数据。

步骤五：对匹配得到的同名实体进行几何及属性上的合并。

本发明的优点在于：