基于几何与语义相似性的多尺度道路网数据匹配方法研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:csj123
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随着空间信息技术的快速发展,路网数据在各行各业得到了广泛的应用。人们对路网数据的需求量增加,对其现势性的要求也越来越高。因此,路网数据的快速更新成为一个亟待解决的问题。对新旧路网进行变化检测,并对发生变化的路网进行增量式更新可有效提高路网更新的效率。道路网匹配是进行道路网变化检测和增量式更新的关键步骤,亦是实现道路网自动综合的必然要求。目前在路网匹配的领域中,多尺度道路网匹配是应用最广泛的。在现有多尺度道路网匹配的方法中,运用相似性的路网匹配方法是最适合的,且取得了较好的效果。运用相似性进行路网匹配时,相似性度量指标的选取和匹配计算方法是决定路网匹配质量的关键性因素。然而,目前存在的多尺度路网匹配方法,在进行相似性度量时,对语义相似性考虑较少,且权重和阈值的设定大多采用主观赋权法,容易造成误匹配的现象。为了提高多尺度道路网匹配的效率,提出一种基于几何与语义相似性的多尺度道路网匹配方法。论文的主要研究内容如下:(1)道路网相似性度量模型。从几何相似性和语义相似性两方面入手,综合考虑道路网的形状、距离、方向、拓扑以及属性信息等多个相似性度量因子,运用最小偏差组合赋权法对G1法和熵值法得到的权重构建线性规划模型,得出各相似性度量指标间的最优权重组合,加权得出道路网的相似性。(2)道路网匹配。首先采用道路类型约束下的缓冲区增长法确定待匹配要素的匹配候选集,然后运用上述道路网相似性度量模型对道路网间的相似性进行计算,最后使用通过回归分析选出的最优相似度匹配阈值进行道路网的精确匹配。(3)实验分析。选取同一区域不同尺度的路网数据进行匹配实验,采用准确率、召回率以及准确率和召回率的调和平均值F值对分类统计后的匹配结果进行评价,来验证本方法的有效性和普适性。实验结果表明:(1)与仅考虑几何信息相比,顾及语义信息后能更好对路网的差异性进行度量,用其进行路网匹配,匹配结果的准确率、召回率和值分别提高了2.2%、3.44%和2.79%;(2)与传统的主观赋权法相比,综合考虑主观赋权法和客观赋权法得到的权重组合应用于路网匹配后,有效提高了路网匹配的准确率和召回率,匹配结果的值提高至96.68%;(3)与专家赋值法相比,通过回归分析得到的最优相似度匹配阈值,可有效提高路网的匹配效率;(4)将提出的路网匹配方法应用于环形放射式和棋牌式两种不同类型的路网进行匹配实验,匹配结果的值均达到98%以上,证明了该方法具有一定的普适性。
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