矢量地形数据的处理与质量控制
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摘要
空间数据的质量是空间数据库的“生命”。如何评估利控制数字高程模型建立过
程中各种数据的质量，是建立各种类型数据库和地理信息系统的“瓶颈”问题。本
文结合作业生产的实际需要，重点研究等高线矢量数据的质量控制的相关理论、技
术，并研制了一套实用的检查系统。本文研究的主要内容有：
1．针对等高线矢量数据的结构和特点，提出一套实用性较强的等高线数据质量
检查的算法，并建立了一个实用的等高线数据检查系统，其中包括条形码检查算法、
图形漫游、放大、缩小、矢量的编辑修改、等高线的检查赋值等功能模块：
2．实现了由等高线生成数字高程模型的直接内插算法和由等高线构建TIN的算
法并进行了大量的试验；
3．利用分形几何学理论和方法，对等高线数据的分形维数进行计算，从而为等
高线复杂程度的定量描述和工作量的定量评估提供了依据：
4．运用三维可视化技术使DEM的粗差检测与改正实现了可视化.
The quality of spatial data is the life of every spatial databases. However, how to evaluate and control the quality of all sorts of data in the course of building DEM is a bottleneck problem of establishing various type databases and GIS. This dissertation has emphatically researched the correlative theory and technique about controlling the quality of contour vector data, and developed a suit of practical checking system combining with the actual needs. The main contents is listed as follows:
1. According to the structure and characteristic of contour vector data, this paper has put forward some algorithm, which is very useful to check the contour data quality. A practical system of checking the contour data has been developed. It includes some function blocks, such as algorithm of checking bar codes, graphic roaming, zooming in, zooming out, editing and modifying, and the quality checking and evaluating.
2. It has accomplished a direct interpolate method of building DEM and a means to construct TIN with contour lines. Plenty of experiments have been made during this work.
3. The fractal dimension of contour data has been calculated with the fractal geometry theory. Consequently, the basis has been provided for the quantificational description of the contour' s complexity and the quantificational estimation of the workload.
4. Gross errors in DEM are detected and corrected visually by applying the three-dimension visual technology.
程中各种数据的质量，是建立各种类型数据库和地理信息系统的“瓶颈”问题。本
文结合作业生产的实际需要，重点研究等高线矢量数据的质量控制的相关理论、技
术，并研制了一套实用的检查系统。本文研究的主要内容有：
1．针对等高线矢量数据的结构和特点，提出一套实用性较强的等高线数据质量
检查的算法，并建立了一个实用的等高线数据检查系统，其中包括条形码检查算法、
图形漫游、放大、缩小、矢量的编辑修改、等高线的检查赋值等功能模块：
2．实现了由等高线生成数字高程模型的直接内插算法和由等高线构建TIN的算
法并进行了大量的试验；
3．利用分形几何学理论和方法，对等高线数据的分形维数进行计算，从而为等
高线复杂程度的定量描述和工作量的定量评估提供了依据：
4．运用三维可视化技术使DEM的粗差检测与改正实现了可视化.
The quality of spatial data is the life of every spatial databases. However, how to evaluate and control the quality of all sorts of data in the course of building DEM is a bottleneck problem of establishing various type databases and GIS. This dissertation has emphatically researched the correlative theory and technique about controlling the quality of contour vector data, and developed a suit of practical checking system combining with the actual needs. The main contents is listed as follows:
1. According to the structure and characteristic of contour vector data, this paper has put forward some algorithm, which is very useful to check the contour data quality. A practical system of checking the contour data has been developed. It includes some function blocks, such as algorithm of checking bar codes, graphic roaming, zooming in, zooming out, editing and modifying, and the quality checking and evaluating.
2. It has accomplished a direct interpolate method of building DEM and a means to construct TIN with contour lines. Plenty of experiments have been made during this work.
3. The fractal dimension of contour data has been calculated with the fractal geometry theory. Consequently, the basis has been provided for the quantificational description of the contour' s complexity and the quantificational estimation of the workload.
4. Gross errors in DEM are detected and corrected visually by applying the three-dimension visual technology.
引文
1．张祖勋，张剑清．数字摄影测量学．武汉：武汉测绘科技大学出版社，1996
2．徐青，吴寿虎．近代摄影测量．北京：解放军出版社，2000
3．徐青．地形三维可视化技术．北京：测绘出版社，2000
4．李志林，朱庆，数字高程模型．武汉：武汉测绘科技大学出版社，2000
5．柯正谊，何建邦，池天河．数字地面模型．北京：中国科学技术出版社，1993
6．史文中．空间数据误差处理的理论与方法．北京：科学出版社，1998
7．徐青，郝向阳．GIS数据的获取与质量分析．北京：解放军出版社，1999
8．韩丽斌，孙群．军用数字地图．北京：解放军出版社，1997
9．陈建春．图形系统开发技术基础．电子工业出版社，1998
10．严蔚敏，吴伟民．数据结构．北京：清华大学出版社，1998
11．朱长青．计算方法及其在测绘中的应用．测绘出版社，1997
12．“3S世界”2000年11月刊
13．MSVS矢量化系统用户手册．总参测绘研究所
14．VDF系统用户手册．总参测绘研究所
15．吴晓平．等高线矢量数据检查与修改．解放军测绘学院硕士论文，1997
16．吴敏金．分形信息导论．上海：上海科学技术出版社，1994
17．谢和平等，分形几何—数学基础与应用．重庆：重庆大学出版社，1991
18．(美)数字制图数据标准特别工作组制订．国家数字制图数据标准．测绘出版社．1990
19．国家测绘局．1：5万数字高程模型生产技术规定．1999．8
20．总参测绘信息技术总站业务技术处．数字高程图作业技术规定．1999．10
21．GHB4．2—97《军用数字地图1：5万地形图数字化作业细则》
22．GHB414—87《1：2．5万、1：5万、1：10万军用地形图图式》
23．GHB4．4—97《军用数字地图数字高程图作业细则》
24. keefer B J, smith J L and Gregoire T G. 1988. Simulating manual Digitizing Error with Statistical Models. In: Proceedings of GIS/LIS' 88,475-483
25. Goodchild M F.1991. Issues of Quality and Uncertainty. In Advances In Cartography by Muller J. C
26. B. Mandelbrot. The Fractal Geometry of Nature. W. H. Freeman, SanFrancisco, 1977,
27. G. Y. Gardner. Functional Modeling of Natural Scenes, CG, 1985,18(3):11-20
2．徐青，吴寿虎．近代摄影测量．北京：解放军出版社，2000
3．徐青．地形三维可视化技术．北京：测绘出版社，2000
4．李志林，朱庆，数字高程模型．武汉：武汉测绘科技大学出版社，2000
5．柯正谊，何建邦，池天河．数字地面模型．北京：中国科学技术出版社，1993
6．史文中．空间数据误差处理的理论与方法．北京：科学出版社，1998
7．徐青，郝向阳．GIS数据的获取与质量分析．北京：解放军出版社，1999
8．韩丽斌，孙群．军用数字地图．北京：解放军出版社，1997
9．陈建春．图形系统开发技术基础．电子工业出版社，1998
10．严蔚敏，吴伟民．数据结构．北京：清华大学出版社，1998
11．朱长青．计算方法及其在测绘中的应用．测绘出版社，1997
12．“3S世界”2000年11月刊
13．MSVS矢量化系统用户手册．总参测绘研究所
14．VDF系统用户手册．总参测绘研究所
15．吴晓平．等高线矢量数据检查与修改．解放军测绘学院硕士论文，1997
16．吴敏金．分形信息导论．上海：上海科学技术出版社，1994
17．谢和平等，分形几何—数学基础与应用．重庆：重庆大学出版社，1991
18．(美)数字制图数据标准特别工作组制订．国家数字制图数据标准．测绘出版社．1990
19．国家测绘局．1：5万数字高程模型生产技术规定．1999．8
20．总参测绘信息技术总站业务技术处．数字高程图作业技术规定．1999．10
21．GHB4．2—97《军用数字地图1：5万地形图数字化作业细则》
22．GHB414—87《1：2．5万、1：5万、1：10万军用地形图图式》
23．GHB4．4—97《军用数字地图数字高程图作业细则》
24. keefer B J, smith J L and Gregoire T G. 1988. Simulating manual Digitizing Error with Statistical Models. In: Proceedings of GIS/LIS' 88,475-483
25. Goodchild M F.1991. Issues of Quality and Uncertainty. In Advances In Cartography by Muller J. C
26. B. Mandelbrot. The Fractal Geometry of Nature. W. H. Freeman, SanFrancisco, 1977,
27. G. Y. Gardner. Functional Modeling of Natural Scenes, CG, 1985,18(3):11-20