[发明专利]一种多尺度建筑物面实体匹配方法及系统

说明书

本发明公开了一种多尺度建筑物面实体匹配方法及系统，包括：S100从匹配数据源获得待匹配的特征点集；S200构建可能匹配的特征点对，计算特征点对的主聚类置信度向量；S300修正特征点的匹配关系，获得面实体匹配结果；本步骤包括：S310从可能匹配的特征点对中获取最佳匹配点对集；S320以所有最佳匹配点对的总体偏差最小为目标，利用最小二乘法进行抗差处理，获得最佳匹配点对的位置误差；基于位置误差获得面实体匹配结果；S330判断当前最佳匹配点对是否均来源匹配的面实体，若是，则匹配正确，结束；若不是，重复执行子步骤S310。本发明克服了位置偏差对面实体匹配的影响，且提出了多对多匹配相似度的计算方法。

技术领域

本发明属于地理信息科学领域，具体涉及一种基于成对约束谱匹配法和最小二乘法的多尺度建筑物面实体匹配方法及系统。

背景技术

实体匹配是空间数据处理和应用领域的基础性技术，它广泛应用于空间数据的更新、维护和融合。随着“自发地理信息”(VGI)的兴起，实体匹配又成为VGI数据质量改善和评价的关键技术。然而不同来源的地理空间数据往往在现势性、表达尺度、几何和语义等方面不一致，导致获得精确的匹配结果成为一个挑战。尤其是多尺度数据的匹配，因为多尺度匹配中复杂匹配(一对多和多对多匹配)广泛存在，且匹配数据之间的特征更为模糊。

迄今为止，实体匹配领域已有大量的研究成果。如通过缓冲区增长法和面积重叠法来获取候选匹配，然后，利用几何信息、属性信息和拓扑信息来匹配实体；利用实体的上下文信息来匹配实体；引入最优化模型、逻辑回归模型、BP神经网络、SVM来提高匹配的准确率等等。然而，缓冲区增长法只能获取1:1匹配候选，其不能确定缓冲区内哪些要素需聚合起来进行匹配；面积重叠法在空间数据存在较大位移偏差时是完全无用的。即使通过投影转换、格式转换和地图纠正等预处理，匹配实体也只是粗糙对齐，坐标偏差依然存在，其结果是大量的正确匹配被漏选，面积较小的实体很容易被错误的忽略。因此，现有实体匹配成果中很难有效解决处理多尺度匹配中复杂匹配，这影响了匹配技术的适用性。

发明内容

针对多尺度匹配中同名实体位置偏差较大、无法直接通过面积重叠法获得候选匹配的问题，本发明提供了一种基于成对约束谱匹配法和最小二乘法的多尺度建筑物面实体匹配方法及系统。

本发明提供的一种多尺度建筑物面实体匹配方法，包括：

S100获取匹配数据源中任一面实体，记为s_i，建立s_i的缓冲区内所有面实体的集合，记为B_i；提取s_i和B_i面实体轮廓上的特征点，获得待匹配的特征点集P和Q；所述特征点为转向角不小于预设角度的轮廓点；

S200构建可能匹配的特征点对(p_u,q_v)，获得特征点对集L，计算各特征点对的L最大化置信度指示向量x^*；其中，p_u表示P中第u个特征点，q_v表示Q中第v个特征点，u依次取1,2,...,n_s，v依次取1,2,...,n_t，n_s和n_t分别为P和Q中特征点的数量；

S300修正特征点的匹配关系，获得面实体匹配结果；本步骤进一步包括：

S310根据x^*，利用贪心法，从当前可能匹配的特征点对集中获取最佳匹配点对集，当前可能匹配的特征点对集的初始值即L；

S320以所有最佳匹配点对的总体偏差最小为目标，利用最小二乘法进行抗差处理，获得最佳匹配点对的位置误差；基于位置误差获得面实体匹配结果；

S330判断当前最佳匹配点对是否均来源匹配的面实体，若是，则匹配正确，结束；若不是，则从当前可能匹配的特征点对集中剔除面实体来源冲突点对，重复执行子步骤S310。