gis数据支持的面状要素的地图自动综合

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1、GIS数据支持的面状要素的地图自动综合谢靖①张杨@樊丈有@①②中国地质大学湖北武汉430074③武汉中地数码科技有限公司湖北武汉430074摘要：基于6I$的地图数据自动综合，根据空间目标的图形特征把面的空间关系，进行点与面、线与线、线与面，面与面的集合分析，利用高傲数学中集合的组合方法进行点、线、面的空间关系的群体性特征的提取。在地图数据处理中进行地理信息特征的简单化，以方便管理，实现地图自动综合。关键词：地理信患系统自动综合空间关系用数字化的方式来定量地描述和研究人类居住的地理环境这一追求由来已久。随着人造地球卫星、航

2、天飞机、宇宙探测、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、卫星通信、数字光缆、计算机网络等现代技术的成熟和应用，使有关地球的海量数据实现了快速、批量地采集、整理、传输、分析、处理等操作，从而超越时空局限，渗透到千家万户，深刻地影响着、甚至改变人们的生产、生活和交往方式。数字化的地理信息逐渐被人们认识，并成为一种知识创新的信息资源和能够增值的社会财富。而且，在基础信息的应用中，根据专业部门的特殊要求提取不同空间分辨率、不同比例尺、不同专题层次的地形信息、建设设施信息获得特定用户视图下的信息子集日益成为挑

3、战性的应用需求，这种需求在目前的理论技术水平下不能得到很好的满足。需要建立一套数字环境下的全新的地图缩编地图综合的理论体系，并在此基础上开发与传统技术工艺相对应的计算机软件，要求地图综合的图形软件应当具备较高的自动化程度，提高成图效率，而且在信息的分析表述结果上具有与手工缩编同样的效果，这一应用需求在信息高速发展的今天显得比过去任何时候都要迫切。主要研究地图综合过程中面的空间关系，进行量度性空间关系、拓扑空间关系、有序性空间关系的算法推导。研究地图综合过程中必须考虑地图要素及其相互之间的空间关系，把它们之间的拓扑空间关系进

4、行抽象化。在应用研究中，应该遵循“统筹规划、分步实施”的原则，将综合这一复杂问题划分为许多细小而容易解决的具体问题，最后再综合起来。把简单空间目标的空间关系研究方法扩展到复杂空间目标的空间关系，在地图数据处理中进行地理信息特征的简单化，以方便管理。面在比例尺变小或精度降低的情况下其图形有三种转化方式：面一面、面一点、面一线。也会出现面转换成面和线的混合形式(例如双线河的自动综合)。面状要素图形轮廓的简化同线状要素的图形简化相类似，通常情况下可以直接使用线简化算子，但既然是曲线的特例，也就有特殊规则需要遵守。1．面状要素图形

5、轮廓的简化1．1．面的面积的保持线在图形简化过程中以删除小弯曲为主，然而，对于一个面而言，面积的保持有时是很重要的一条规则，目前有些算法完全不顾及此规则显然是有问题的，如数学形态学方法就没有考虑此规则，在这里，作者提出一种近似的面积保持方法。算法：(1)改变曲线的方向，使方向的左边或右边为区域内部，之所以改变方向，是为了适应算法模型的需要。(2)判断弯曲是回里凹、还是向外凸。(3)在删除弯曲的过程中，记录两种不同弯曲的面积以便在不影响其它规则的条件下，尽量使两种面积之差的绝对值达到最小，当凸凹弯曲的大小都在删除范围之内时，

6、对这些弯曲使用渐进方法时必须交替进行。1．2．面的形状的保持一条闭封的曲线有一种形状的空间知识，形状在线状要素图形简化过程中也是很重要的，这些特征无疑可用于面的轮廓的简化，面的形状因其特殊性，需要增加相关的有关形状的空间知识。181(1)凸外壳特征点序列的建立正如前面所述，面的轮廓上的弯曲可以分为凸弯曲和凹弯曲，那么就可以通过删除凹弯曲获取凸外壳。算法是：首先删除凹弯曲，得到一条新的轮廓线，然后对新的轮廓线重新判断其弯曲的凸凹特征，若有凹弯曲，回到第一步再次删除凹弯曲，一直循环到没有凹弯曲为此。这种渐进式方法最终获得的凸外

7、壳同原始轮廓相重叠的点为凸外壳特征点。如图1(a)一次渐进成功，图1(b)两次渐进成功。(2)主要凹点的顾及凸外壳只能描述所占的大致范围，为了进一步描述面的形状，内凹特征点也必须确定。其算法是：寻找凸外壳上原始轮廓线的间断处，此处就是凹弯曲群，图1(c)所示，C点就是AB间弯曲的最凹特征点。那么由A、B、C、D四点就基本上控制了此面的轮廓的形状。对于复杂的轮廓线，可以依线状要素的空间知识获取方法进一步确定其相类似的特征点序列。(3)面的方向趋势线的确定面的方向趋势线在很多文献中有介绍，先找到最小外接矩形，如图2所示。所获取

8、的特征点A、B、c、D在综合过程应当尽量保持。@固佘廖(a)(b)(c)图1凸外壳特征点序列的建立图2面的方向趋势线的确定比例尺变化或精度变化到面的轮廓无法表法时，其可转化为点或线。点可以用面的中心点表达。当面综合成线时，通常情况下是取其中心线，例如道路的中心线，河流的中心线等。但是，在综合过程中有时中