地理信息处理的智能化方法.ppt

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1、地理信息处理的智能化方法武汉大学资源与环境科学学院郭庆胜几点说明概要性介绍—让大家对这个领域有一个大致的了解为大家的进一步研究提供一些线索—大家都是高层次的人才，正在做一些研究工作，希望能够给你们的研究带来一些启发最多只讲一节课的时间，若大家感兴趣，可以留10~15分钟，大家一起交流地理信息处理的范畴地理信息处理与空间分析之间的关系—“处理”的范围更广地理信息处理可以被理解为“所有对地理数据进行的操作”包括地理数据的获取、管理、检索、分析和可视化有一个国际会议是“SDH”地理信息处理智能化的重要性为了提高地理信息处理

2、的效率—例如，基于遥感数据的地理目标识别为了减轻人在地理信息处理中的劳动量—例如，扫描地图图像的地图目标自动识别让一般的地理信息用户能像专家一样解决问题—例如，地图设计、地图注记的自动配置GISystem---GIScience—GIService:强调空间信息服务的大众化GIS为大型空间决策服务—需要归纳、分析多种方案地理信息智能化处理方法的产生途径应用人工智能学科的研究成果—例如常用的有：知识工程、模式识别、人工神经网络、搜索方法、知识发现、机器行为学、最优化理论等地理信息处理中涉及的多限制条件问题、多方案选择问

3、题、多项最优化问题、空间搜索问题、与专家的经验密切相关的问题等目前在GIS中常用的智能化方法模式识别—形状的结构识别、地图符号的统计识别专家系统—地图设计专家系统、地图综合专家系统、地图注记配置专家系统知识获取—人工神经网络、遗传算法、空间数据挖掘等机器行为学—基于AGENT的GIS和地图综合软件等空间搜索方法—模拟退火方法、遗传算法、人工免疫系统方法、TABU搜索方法、一般搜索方法等最优化理论—线性规划、动态规划等地理信息处理中的智能化方法空间信息的获取—地图扫描的自动数字化：地图色彩的自动分离（一些商品软件已具备

4、）、地图符号的识别、地图坐标系的自动纠正；基于遥感数据的地理目标自动识别：自动分类（IMAGINE就有）、特殊目标的识别（在军事上用途比较广）、地理信息的自动更新；统计数据或属性数据的自动录入：文字识别系统等。地理信息处理中的智能化方法空间数据处理—空间数据一致性的维护；空间数据挖掘；空间数据管理的智能系统；为某一个专业用途的地理数据处理的专家系统（常用规则库），在地理学科或地学领域有很多这样的例子；空间数据压缩；最优化地理模型；常用的空间分析模型地理信息处理中的智能化方法空间分析模型：网络分析的最优路径和最优资源分

5、配。例如：人工神经网络方法启发搜索方法遗传算法人工免疫系统理论等等地理信息处理中的智能化方法---空间信息可视化地图设计：地图设计专家系统—地图投影选择、地图图面设计、地图设色、地图注记配置、地图符号与表示方法的选择等地图综合：地图综合知识的发现与表达；基于知识的地图综合专家系统；地图综合中的遗传算法、神经网络方法、TABU搜索方法、最优化方法；基于AGENT的地图综合系统等地理信息处理中的智能化方法---空间信息可视化空间关系的维护—模拟退火法、多约束条件的最小2乘法、能量最小化方法。地图注记配置--模拟退火法、

6、人工神经网络方法、遗传算法、TABU搜索方法、专家系统方法等。认识我们周围的世界空间认知空间知识空间抽象空间信息空间位置、空间关系空间抽象与地图综合空间抽象是必需的：人类的空间活动与思维、心象地图（认知地图）、在GIS中的多重表达（多比例尺、多分辨率）、地图综合地图综合是空间抽象理论与规则在地理空间思维中集中体现但是，传统地图综合强调比例尺系列传统地图综合模式与数字空间抽象的需求比例尺是离散的，10万、25万等。成图周期长（国家基本比例尺地形图的生产），是静态的（更新比较困难）。强调连续性，例如，连续地图综合。强调实

7、时性（网络上的地图综合）、动态性（空间信息在变化，只需简化已变化信息）需要一套理论方法与算法。理论中强调经验（例如，很多选取模型是经验性的）目前国内外的理论研究情况美国主要研究空间抽象中的空间关系的等价性，例如，拓扑等价等。欧洲主要研究城市地图的综合，特别是德国和法国。中国主要研究结构综合(结构化信息)，例如，毋河海,VORONOI,TIN。目前国内外的算法研究情况ESRI综合工具（线简化、建筑物简化、结构线的提取等），也有一套计划。INTEGRAPH的MGE的综合工具（主要是线简化、面合并等）。CHANGE（CAR

8、.-HAN.-GENE.）（主要解决城市建筑物群的综合）LASER-SCAN：CLARITY（法国）武大的城市地图缩编系统。客观需要与新思想的提出空间信息的综合必须客观，所得结果应当可重复，否则可以认为不科学。因此，地图综合应当有一套可操作的评价标准。地图比例尺应当可以逐渐变化，空间目标图形应当也可以逐渐变化，那么就应当有一套满足这种需要的理论