矢量道路數(shù)據(jù)的自動匹配與變化檢測研究.pdf

1、道路網(wǎng)空間數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫中的重要組成部分，也是導(dǎo)航應(yīng)用、災(zāi)害救援、物流交通等專題數(shù)據(jù)的重要內(nèi)容。因此道路數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性直接決定這些應(yīng)用能否準確有效。為促進經(jīng)濟快速發(fā)展，國家對基礎(chǔ)建設(shè)，特別是各類道路網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，投入大量資金，我國道路網(wǎng)建設(shè)如火如荼，可謂日新月異。道路實體的變化也促使各類空間數(shù)據(jù)庫中的道路數(shù)據(jù)也必須及時更新，只有這樣才能保證空間數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢性。目前，增量更新是數(shù)據(jù)庫更新的重要方式之一，是保持數(shù)據(jù)庫現(xiàn)勢性的重要手段。而道

2、路要素的同名匹配和變化檢測是道路網(wǎng)增量更新過程中的兩個關(guān)鍵流程，其中同名要素匹配是實現(xiàn)增量更新的基礎(chǔ)，只有先完成要素匹配才能在此基礎(chǔ)之上檢測是否發(fā)生變化;而變化檢測是增量更新的前提，因為，只有實現(xiàn)對變化區(qū)域變化要素的檢測和提取，才能進行增量更新。針對以上需求，本文引入徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)理論和決策樹理論對道路要素的同名匹配和道路網(wǎng)變化檢測與分類進行研究，主要成果如下:
　　(1)對道路網(wǎng)要素的自動匹配和變化檢測兩個方面的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進

3、行了總結(jié)和分析，在歸納當前的研究方法的基礎(chǔ)之上探討了其中存在的一些問題。依據(jù)道路網(wǎng)的變化規(guī)律，歸納了道路變化特征因子和道路變化類型，為后面的道路網(wǎng)自動匹配和變化檢測打下了理論基礎(chǔ)。
　　(2)提出了基于徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)的多特征因子路網(wǎng)匹配方法。本文綜合利用道路網(wǎng)中路段的長度、距離、形狀、方向等幾何特征的相似度和結(jié)點的拓撲特征的相似度等5個空間特征相似度指標對多源道路網(wǎng)進行相似度判斷。為解決各個相似度指標在匹配中的權(quán)重分配問題，引入徑

4、向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)理論，并對經(jīng)典徑向基函數(shù)進行改進，改進后的徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)顧及了不同路網(wǎng)相似度指標在路網(wǎng)匹配中所起作用不同這一特點，使徑向基函數(shù)具有各向異性特征。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出層引入sigmoid函數(shù)，對匹配結(jié)果值作歸一化處理，從而實現(xiàn)道路網(wǎng)的可靠匹配。通過與常用的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在道路網(wǎng)匹配中的效果進行比較，實驗證明徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)在樣本訓(xùn)練和路網(wǎng)匹配時效率更高，匹配準確率也更高。
　　(3)提出了基于決策樹的道路網(wǎng)變化檢測與分類方法。設(shè)定

5、路長、路型、方向、結(jié)點度以及屬性等5個道路變化特征因子作為決策樹的特征，改進傳統(tǒng)決策樹生成過程中基于信息增益選擇特征的方法，利用道路變化特征影響力算法快速計算樣本數(shù)據(jù)的道路變化特征的影響力值，基于特征影響力值排序來選擇決策樹特征，生成道路變化分類的決策樹，進而完成道路網(wǎng)變化的檢測和變化類型分類。
　　(4)在本文理論研究成果的基礎(chǔ)之上，設(shè)計并開發(fā)了道路網(wǎng)變化檢測與分類原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)道路網(wǎng)數(shù)據(jù)的管理、簡單的數(shù)據(jù)預(yù)處理、道路