多源地理空间矢量数据融合理论与方法研究

主要内容

Ⅰ.多源地理空间数据

Ⅱ.地理空间矢量数据融合

Ⅲ.地理空间矢量数据融合的框架

Ⅳ.多源地理空间数据集成内容与方法

Ⅴ.数字地形图和海图融合（实例）

Ⅰ.多源地理空间数据

     定义：

      由于地理实体的不确定性、人类认识表达能力的局限性、测量误差、数字化采集误差及地理空间数据在计算机中表达的局限性等因素的影响，不同的数据获取手段(遥感、GPS、实地勘测、地图)、不同的专业领域数据、不同的比例尺、不同的获取时间和使用不同软件系统所获取的同一地区的地理空间数据存在着差异。这种同一地区多次获取的地理空间数据称为多源地理空间数据

      差异性:

     主要表现在多语义性、多时空性和多尺度性、获取手段多源性、存储手段多源性、空间基准不一致等

      产生根源：

          空间实体或现象本身不确定性；

      人类认知表达能力的局限性；

      空间实体或现象观测的误差；

      计算机表达地理对象的局限性；

      空间数据处理与操作产生的误差。

Ⅱ.地理空间矢量数据融合

地理空间栅格数据融合

    可以分为三级:数据级融合（特征提取以前）、特征级融合（属性说明之前）和决策级融合（各传感器数据独立属性说明之后）

地理空间矢量数据融合

  分为地理空间数据集成和融合两部分，集成是融合的基础，融合是集成进一步发展。

    地理空间数据集成

    定义：多源地理空间矢量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。

    地理空间数据融合

    多源地理空间矢量数据融合是指按某种特定的应用目的，将同一地区不同来源的空间数据，采用一定的方法进行匹配;按照一定的原则对数据进行融合，包括重新组合专题属性数据，改善地理空间实体的几何精度，提高地理数据生产效率和质量;最终产生新的质量更高的数据。

目的：

     提高数据质量，包括改善几何精度和丰富属性信息

结果

    产生新的数据。新数据部分或者全部集成了两种源数据的优点，如高的点位精度，好的现势性，丰富的属性信息等

Ⅲ.地理空间矢量数据融合的框架

地理空间矢量数据集成

         空间基准的统一

         数据模型的统一

          语义编码的统一

      集成方式：数据交换、直接访问、数据互操作和本体集成四种方式。

地理空间矢量数据融合

       融合过程包括两个过程：一、实体匹配；二、是将匹配的同名实体进行几何位置与属性数据的融合。

       实体匹配：

       几何和属性融合

Ⅳ.多源地理空间数据集成内容与方法

集成内容：

        空间基准统一：坐标系统的统一；投影变换；高程基准的统一。

        数据模型的统一：制图数据模型；拓扑关系数据模型；面向实体数据模型；面向对象数据模型；统一数据模型设计。

        地理空间数据语义编码的统一           

集成方法：

     传统方法：

                      外部数据交互模式

                      直接数据访问模式

                      空间数据互操作模式

          基于本体的集成方法：

Ⅴ.数字地形图和海图融合（实例）

数学基础的统一

        采用CGSC2000坐标系；

        高程基准是以海水平均水平面的高度为准；

        地形图采用高斯投影，海图采用魔卡托投影

        比例尺定位1:25万  

数据模型统一

数字地形图和海图数据融合策略

        融合时海部要素以海图为准，如水文、海底地貌及底质、礁石、沉船、障碍物、海上区域界线、助航设备及航道等;陆部要素以地形图为准，如测量控制点、工农业社会文化设施、居民地及附属设施、陆地交通、陆地地貌等