專利名稱：一種多尺度矢量地圖一致性檢測方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多尺度空間技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種對多尺度矢量地圖的一致 性檢測方法和裝置。
背景技術(shù)：
基于地理對象(例如公路、土地、建筑等)的空間數(shù)據(jù)可以建立可視化的矢量數(shù)據(jù)， 并在矢量數(shù)據(jù)中提供對地理對象相關(guān)信息的查詢和處理服務(wù)。由于不同部門的用戶對空間 信息具有從宏觀至微觀各種不同層次的需求，因而針對同一地理區(qū)域，往往需要建立不同 尺度標(biāo)準(zhǔn)的矢量數(shù)據(jù)。例如，用戶為了宏觀規(guī)劃，需要以粗略尺度(如1:10萬)建立可視化 矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和管理；而為了某個(gè)地區(qū)的具體規(guī)劃，可以以詳細(xì)尺度(如1:5000)建立 矢量數(shù)據(jù)，并在詳細(xì)尺度上進(jìn)行空間信息的查詢和管理。在實(shí)際應(yīng)用方面，不同行業(yè)和領(lǐng)域 已經(jīng)建立了多種尺度的矢量數(shù)據(jù)。例如，在測繪領(lǐng)域已經(jīng)建立了 1 :5000、1 :1萬、1 :5萬、1 10萬等基本比例尺地形圖；在智能交通領(lǐng)域，在GPS系統(tǒng)中可以應(yīng)用多種尺度的導(dǎo)航交通 地圖；在國土資源領(lǐng)域，也已經(jīng)形成了基于多種尺度的土地資源分類地圖的土地管理數(shù)據(jù) 系統(tǒng)，對國土資源的規(guī)劃整合以及防范非法用地具有顯著作用。在基于網(wǎng)絡(luò)的多尺度空間 信息服務(wù)方面，谷歌地球(Google Earth)提供了一種多尺度自適應(yīng)矢量數(shù)據(jù)平臺，能夠提 供基于多尺度空間數(shù)據(jù)的三維網(wǎng)絡(luò)可視化服務(wù)。對于多尺度矢量數(shù)據(jù)，隨著尺度變化，地圖上的地理對象的幾何信息也會(huì)改變。在 矢量數(shù)據(jù)上，地理對象所表現(xiàn)的幾何信息包括面積、長度、坐標(biāo)位置等。幾何信息是對地理 對象的量化描述，依賴于地圖尺度。在多尺度地圖上，相同的地理對象在不同尺度下的幾何 信息差異很大，包括(1)在尺度跨越較大時(shí)，相同地理對象在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)上具有 不同的空間維數(shù)，例如在詳細(xì)尺度下幾何形狀為面狀(2維)的某個(gè)地理對象，在粗略尺度的 地圖中幾何形狀可能表現(xiàn)為面狀(2維)、線狀(1維)或者是點(diǎn)狀(0維)；在詳細(xì)尺度下幾何 形狀為線狀(1維)的某個(gè)地理對象，在粗略尺度的地圖中幾何形狀可能表現(xiàn)為線狀(1維) 或者是點(diǎn)狀(0維)；(2)相同地理對象在不同尺度地圖中幾何形狀和相對位置會(huì)發(fā)生改變；多尺度地圖中地理對象的結(jié)構(gòu)也會(huì)改變，如詳細(xì)尺度的地圖中復(fù)雜地理對象由若干分 離的子對象組成，而在粗略尺度的地圖中子對象被綜合為單一的地理對象。雖然在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)上相同的地理對象所表現(xiàn)出的空間維數(shù)、形狀、結(jié)構(gòu) 存在差別，但是由于多尺度矢量數(shù)據(jù)所反映的是同一地理區(qū)域的空間信息，因此對不同尺 度的矢量數(shù)據(jù)也必然要求其存在一致性。如果在多尺度矢量數(shù)據(jù)中，不同尺度的矢量數(shù)據(jù) 存在嚴(yán)重的不一致，則不僅會(huì)違背現(xiàn)實(shí)世界的客觀性，也會(huì)在多尺度矢量數(shù)據(jù)的應(yīng)用中造 成空間信息提取和查詢等方面的錯(cuò)誤。所以，對于反映同一地理區(qū)域的多尺度矢量數(shù)據(jù)，我 們需要對其中不同尺度下矢量數(shù)據(jù)的一致性進(jìn)行檢測。在現(xiàn)有的多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測技術(shù)中，通常是提取矢量數(shù)據(jù)中地理對象的 幾何信息數(shù)據(jù)(如面積、長度、坐標(biāo)位置等數(shù)據(jù))，并對在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)中相同地理對 象的幾何信息數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配以檢測多尺度矢量數(shù)據(jù)的一致性。然而，如前文所述，在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)上同一地理對象的空間維數(shù)、形狀結(jié)構(gòu)等幾何信息都有變化。在尺度跨度不 大時(shí)，地理對象的幾何信息變化不大，尚還可以用于一致性檢測。但是，當(dāng)尺度跨度較大時(shí)， 地理對象的幾何信息差異太大，不能再用于一致性分析。綜上，對于多尺度矢量數(shù)據(jù)的一致性檢測，特別是對于其中尺度跨度較大的矢量 數(shù)據(jù)之間的的一致性的檢測，現(xiàn)有技術(shù)中沒有準(zhǔn)確有效的技術(shù)手段，這是現(xiàn)有多尺度矢量 數(shù)據(jù)技術(shù)中亟待解決的一個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中所述多尺度矢量數(shù)據(jù)的一致性檢測的問題，本發(fā)明提供了一 種多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測方法及相應(yīng)裝置。與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明并非利用多尺度 矢量數(shù)據(jù)中地理對象的幾何信息實(shí)現(xiàn)一致性檢測，而是將多尺度矢量數(shù)據(jù)中地理對象之間 的空間關(guān)系作為檢測一致性的依據(jù)。本發(fā)明提供了一種多尺度矢量地圖一致性檢測方法，包括
多尺度對象對應(yīng)性檢測步驟，對不同尺度矢量地圖進(jìn)行匹配，找到同一地理對象在詳 細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象和粗略對象；
相鄰對象檢測步驟，對于所述詳細(xì)對象和粗略對象，分別選擇在其特定鄰域范圍內(nèi)的 相鄰對象，并分別計(jì)算所述詳細(xì)對象和粗略對象與其各自的相鄰對象之間的詳細(xì)空間關(guān)系 和粗略空間關(guān)系；
一致性檢測步驟，根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系判斷所述地理對象在不同尺 度的矢量地圖中是否一致。優(yōu)選地，在所述多尺度對象對應(yīng)性檢測步驟中，如果在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢 量數(shù)據(jù)中的兩個(gè)地理對象均為線狀地理對象，則按照以下步驟判斷二者是否對應(yīng)首先計(jì) 算二者中一個(gè)在另一個(gè)上的投影，若投影和原始長度的比例大于特定閾值，則判定該詳細(xì) 尺度和粗略尺度上的線狀地理對象是匹配關(guān)系；其次，根據(jù)線狀地理對象之間的連接關(guān)系 構(gòu)建線狀地理對象網(wǎng)絡(luò)關(guān)系；再次，判斷具有匹配關(guān)系的線狀地理對象是否滿足所述連接 關(guān)系，如果滿足則判斷二者為同一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對 應(yīng)的詳細(xì)對象和粗略對象。優(yōu)選地，在所述多尺度對象對應(yīng)性檢測步驟中，如果在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢 量數(shù)據(jù)中的兩個(gè)地理對象均為面狀地理對象，則按照以下步驟判斷二者是否對應(yīng)首先， 若所述詳細(xì)和粗略尺度上面狀地理對象的面積相似性滿足一定閾值，則所述詳細(xì)尺度和粗 略尺度上的面狀地理對象是匹配關(guān)系；然后根據(jù)所述面狀地理對象的邊界是否鄰接，構(gòu)建 鄰接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)；再次，判斷具有匹配關(guān)系的所述面狀地理對象是否滿足鄰接和連通關(guān)系， 如果滿足則判斷二者為同一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳 細(xì)對象和粗略對象。優(yōu)選地，在所述多尺度對象對應(yīng)性檢測步驟中，如果在詳細(xì)尺度的矢量數(shù)據(jù)中的 地理對象是線狀和面狀地理對象，在粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中的地理對象是線狀和面狀地理 對象，則按照以下步驟判斷二者是否對應(yīng)首先做線對象緩沖區(qū)，然后若一線狀或面狀地 理對象在緩沖區(qū)內(nèi)的長度/面積比例小于特定閾值，則判定二者為匹配關(guān)系；然后根據(jù)線 狀和面狀地理對象間的連接和拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)建地理網(wǎng)絡(luò)；再次，根據(jù)所述地理網(wǎng)絡(luò)的連接和拓?fù)涮匦?，判斷所述具有匹配關(guān)系的地理對象在詳細(xì)和粗略尺度上是否滿足所述連接和拓 撲特性，如果滿足則判斷二者為同一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對 應(yīng)的詳細(xì)對象和粗略對象。優(yōu)選地，在所述一致性檢測步驟中，根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系計(jì)算其在粗略尺度上 可能對應(yīng)的空間關(guān)系集合，如果所述粗略空間關(guān)系包含于所述空間關(guān)系集合，則判斷一致。優(yōu)選地，在所述一致性檢測步驟中，建立多尺度空間關(guān)系對應(yīng)表，根據(jù)所述詳細(xì)空 間關(guān)系查詢該多尺度空間關(guān)系對應(yīng)表獲得所述粗略尺度上空間關(guān)系集合。優(yōu)選地，所述的詳細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系為詳細(xì)對象和粗略對象與其各自的 相鄰對象之間的拓?fù)潢P(guān)系和方向關(guān)系。一種多尺度矢量地圖一致性檢測裝置，包括
多尺度對象對應(yīng)性檢測模塊，提取多尺度矢量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)并對不同尺度矢量數(shù)據(jù)的數(shù) 據(jù)進(jìn)行匹配，找到同一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象 和粗略對象；
相鄰對象檢測模塊，對于所述詳細(xì)對象和粗略對象，分別選擇在其特定鄰域范圍內(nèi)的 相鄰對象，并分別計(jì)算所述詳細(xì)對象和粗略對象與其各自的相鄰對象之間的詳細(xì)空間關(guān)系 和粗略空間關(guān)系；
一致性檢測模塊，分別在詳細(xì)和粗略尺度上，根據(jù)對象及其相鄰對象建立空間關(guān)系網(wǎng) 絡(luò)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中詳細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系判斷所述地理對象在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)中
是否一致。優(yōu)選地，所述一致性檢測模塊根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系計(jì)算其在粗略尺度上可能對 應(yīng)的空間關(guān)系集合，如果所述粗略空間關(guān)系包含于所述空間關(guān)系集合，則判斷一致。優(yōu)選地，所述一致性檢測模塊包括多尺度空間關(guān)系對應(yīng)表，根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān) 系查詢該多尺度空間關(guān)系對應(yīng)表獲得所述空間關(guān)系集合。本發(fā)明的多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測方法和裝置，利用地理對象之間的空間關(guān)系 的尺度變化是穩(wěn)定的、有限的和可以預(yù)測的特性，計(jì)算在多尺度矢量數(shù)據(jù)上地理對象之間 的空間關(guān)系，并將空間關(guān)系作為檢測不同尺度矢量數(shù)據(jù)的一致性的依據(jù)，相比與傳統(tǒng)的依 賴地理對象幾何信息的檢測方式，檢測效率更高，檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確，而且可以實(shí)現(xiàn)對尺度 跨度較大的矢量數(shù)據(jù)的一致性檢測。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明 圖1是本發(fā)明的多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測方法的流程圖2是本發(fā)明的一種多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3示出了不同尺度的矢量數(shù)據(jù)中地理對象的方向關(guān)系情況。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并使本發(fā)明的上述目 的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合實(shí)例及實(shí)例附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說 明。
矢量數(shù)據(jù)通常都是由代表各種地理對象的幾何符號構(gòu)成的，這里所說的地理對象 包括公路、水系、建筑等。在多尺度矢量數(shù)據(jù)中，不同尺度的矢量數(shù)據(jù)是獨(dú)立的，彼此的數(shù)據(jù) 之間并沒有直接關(guān)聯(lián)。但是，這些不同尺度的矢量數(shù)據(jù)反映的都是同一個(gè)地理區(qū)域中的空 間關(guān)系。例如，多尺度矢量數(shù)據(jù)可能反映的都是同一個(gè)城市區(qū)域，只是其比例尺度有所不同 (從1 :5000至1 :10萬)，因而必然要求不同尺度的矢量數(shù)據(jù)所反映的關(guān)于相同地理對象的 空間信息具有很大程度的一致性，這樣才能保證應(yīng)用多尺度矢量數(shù)據(jù)時(shí)查詢結(jié)果的一致。 反之，如果在多尺度矢量數(shù)據(jù)中，對于相同的地理對象，在不同尺度下的矢量數(shù)據(jù)中所反映 的空間信息存在嚴(yán)重不一致，則必然會(huì)造成查詢結(jié)果的錯(cuò)誤。通過提取矢量數(shù)據(jù)中與各種地理對象相關(guān)的數(shù)據(jù)，我們可以獲得兩方面的信息 一是地理對象的幾何信息，如地理對象的長度、面積、坐標(biāo)位置等；二是地理對象之間的空 間關(guān)系，空間關(guān)系從定性的角度來描述地理對象之間的相互關(guān)系。通常所述的空間關(guān)系包 括拓?fù)潢P(guān)系和方向關(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系反映了地理對象之間的空間結(jié)構(gòu)，例如地理對象A與地 理對象B分離、地理對象A與地理對象B重疊、地理對象A包含地理對象B、地理對象A穿越 地理對象B等均屬拓?fù)潢P(guān)系。方向關(guān)系反映地理對象之間的相對方向，如地理對象A位于 地理對象B的北方等。相比于地理對象幾何信息的千變?nèi)f化而言，地理對象之間的空間關(guān) 系的種類是有限和可窮舉的。例如，在矢量數(shù)據(jù)中，兩個(gè)面狀地理對象A和B之間的拓?fù)潢P(guān) 系共有8種情況，而線狀地理對象A和面狀地理對象B之間的拓?fù)潢P(guān)系共有19種。如背景技術(shù)中所述，在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)上，相同地理對象的形狀、長度、坐標(biāo) 位置甚至空間維數(shù)等幾何信息也會(huì)改變。相比于幾何信息，地理對象之間的空間關(guān)系在不 同尺度的矢量數(shù)據(jù)上會(huì)保持更強(qiáng)的穩(wěn)定性。例如，在詳細(xì)尺度矢量數(shù)據(jù)上，地理對象A位于地理對象B的北方；在相應(yīng)的粗略 尺度矢量數(shù)據(jù)上，地理對象A和地理對象B的結(jié)構(gòu)和形狀都會(huì)產(chǎn)生變化，甚至有可能由原來 的二維形狀變?yōu)榫€狀或者點(diǎn)狀；但是，在粗略尺度上地理對象A仍然位于地理對象B的北 方，因此二者之間的空間關(guān)系不應(yīng)該變化。例如，如圖3所示，在詳細(xì)尺度的矢量數(shù)據(jù)上包括地理對象A，B, C ；在相應(yīng)的粗略 尺度的矢量數(shù)據(jù)上，具有與A、B、C相對應(yīng)的粗略尺度上的地理對象A*、B*、C*。其中A*、 B*、C*的幾何形狀均發(fā)生了變化，這使得利用其幾何形狀判斷一致性存在困難。但是，從圖 3中可以看到，詳細(xì)尺度地理對象A和B之間的方向關(guān)系為R (A，B)，粗略尺度的地理對象 A*和B*之間方向關(guān)系為R (A*，B*)，二者是具有很高的相似性(即B和B*分別位于A和 A*的北方)，可以判斷為是一致的；利用該方向關(guān)系，可以判斷在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)上的 地理對象A和A*具有一致性，以及B和B*具有一致性。反之，如圖3所示，地理對象A與 C的方向關(guān)系R (A，C)與地理對象A*與C*的方向關(guān)系R (A*、C*)明顯不一致，且方向關(guān) 系R (B，C)與R (B*，C*)也明顯不一致。因此利用矢量數(shù)據(jù)查詢方向關(guān)系時(shí)，與對象C或 C*相關(guān)的查詢結(jié)果可能存在錯(cuò)誤。當(dāng)然隨著尺度跨度的增大，地理對象之間的空間關(guān)系并不會(huì)保持完全一致。但是， 在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)中，地理對象的空間關(guān)系變化情況也是可預(yù)測的，其變化種類也是 有限的和可窮舉的。例如，如上文所述，在詳細(xì)尺度上面狀地理對象A和B之間的拓?fù)潢P(guān)系 共有8種情況；在粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中地理對象A變?yōu)榫€狀而地理對象B保持面狀。這 時(shí)，二者之間的19種線/面拓?fù)潢P(guān)系與詳細(xì)尺度上的8種面/面拓?fù)潢P(guān)系具有特定的對應(yīng)性，即詳細(xì)尺度上的某一種面/面拓?fù)潢P(guān)系在粗略尺度上只對應(yīng)于某一種或幾種特定的線 /面拓?fù)潢P(guān)系，而這種對應(yīng)關(guān)系是有限的，可以查詢表的方式加以窮舉。因此，我們可以判 斷不同尺度的矢量數(shù)據(jù)中，地理對象之間空間關(guān)系的變化是否符合這種對應(yīng)性的規(guī)律，如 果空間關(guān)系的變化符合對應(yīng)性，則認(rèn)為多尺度矢量數(shù)據(jù)中的空間關(guān)系具有一致性，否則，則 認(rèn)為不具有一致性。利用地理對象之間的空間關(guān)系的以上特性，本發(fā)明把多尺度矢量數(shù)據(jù)上地理對象 之間的空間關(guān)系作為檢測一致性的依據(jù)，從而提供了一種多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測方法。圖1是本發(fā)明的多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測方法的流程圖。如圖1所示，所述多 尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測方法包括以下步驟
(1)多尺度對象對應(yīng)性檢測步驟101，提取多尺度矢量數(shù)據(jù)并對不同尺度矢量數(shù)據(jù)進(jìn) 行匹配，找到同一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象和粗 略對象。在一致性檢測中，所謂空間關(guān)系必須是同一地理對象在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)中所 對應(yīng)的各個(gè)對象所具有的空間關(guān)系。因此必須進(jìn)行所述多尺度對象對應(yīng)性檢測步驟101，找 到同一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象和粗略對象。通 常，粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中的每個(gè)地理對象在詳細(xì)尺度的矢量數(shù)據(jù)中都有相應(yīng)的對象，但 是詳細(xì)尺度的矢量數(shù)據(jù)中的地理對象有些在粗略尺度的地圖上沒有相應(yīng)的對象。因而，只 有通過上述步驟，找到同一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì) 對象和粗略對象，才能利用詳細(xì)對象和粗略對象分別具有的空間關(guān)系進(jìn)行一致性檢測。如 果某個(gè)地理對象具有詳細(xì)對象，但是在粗略尺度上沒有相對應(yīng)的粗略對象，則不能用于一 致性檢測。在執(zhí)行所述多尺度對象對應(yīng)性檢測步驟101的過程中，要分別讀取詳細(xì)尺度和粗 略尺度的矢量數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行對象提取。我們可以從矢量數(shù)據(jù)對應(yīng)的空間數(shù)據(jù)庫中提 取與各個(gè)地理對象相對應(yīng)的空間數(shù)據(jù)，如坐標(biāo)數(shù)據(jù)等，從而完成對象提??；或者，可以利用 圖像識別算法從矢量數(shù)據(jù)中提取地理對象的相關(guān)數(shù)據(jù)。可以從詳細(xì)尺度和粗略尺度的地圖 中各提取一個(gè)地理對象。然后對這兩個(gè)地理對象的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，以便判斷二者是否為同 一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象和粗略對象。如果在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中提取兩個(gè)地理對象均為線狀地理對象， 則采用二級匹配技術(shù)進(jìn)行判斷，具體來說，是首先計(jì)算二者中一個(gè)在另一個(gè)上的投影，若投 影和原始長度的比例大于特定閾值，則將該詳細(xì)對象與粗略對象建立初始匹配關(guān)系；然后 將線狀地理對象構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)線狀地理網(wǎng)絡(luò)特性進(jìn)行全局優(yōu)化匹配。投影技術(shù)是本領(lǐng)域 技術(shù)人員所公知的一種技術(shù)手段，篇幅所限在此不再詳細(xì)加以介紹。如果在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別提取的兩個(gè)地理對象均為面狀地 理對象，則先利用多尺度面對象的面積相似性進(jìn)行初級匹配；然后根據(jù)面狀地理對象的鄰 接關(guān)系構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，并基于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全局優(yōu)化匹配。如果在詳細(xì)尺度的矢量數(shù)據(jù)中提取出來的地理對象是線狀和面狀地理對象，在粗 略尺度的矢量數(shù)據(jù)中提取的地理對象是線狀和面狀地理對象，則首先對線對象做緩沖區(qū)， 然后利用緩沖區(qū)進(jìn)行初級匹配分析，將復(fù)雜的混合匹配情況簡化為面積重疊度的計(jì)算；然后把線狀和面狀地物構(gòu)建混合地理網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)混合網(wǎng)絡(luò)特性，進(jìn)行全局優(yōu)化匹配。(2)相鄰對象檢測步驟102，對于所述詳細(xì)對象和粗略對象，分別選擇在其特定鄰 域范圍內(nèi)的相鄰對象，并分別計(jì)算所述詳細(xì)對象和粗略對象與其各自的相鄰對象之間的詳 細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系。由于矢量數(shù)據(jù)中包含大量的地理對象，顯然不可能對其中每對地理對象之間的空 間關(guān)系都進(jìn)行計(jì)算和檢測。事實(shí)上，相距較遠(yuǎn)的地理對象之間的空間關(guān)系已經(jīng)相當(dāng)松散，利 用它們進(jìn)行一致性判斷已經(jīng)沒有意義。所以，我們要為所述詳細(xì)對象在詳細(xì)尺度矢量數(shù)據(jù) 上選擇在其特定鄰域范圍內(nèi)的相鄰對象；同時(shí)為所述粗略對象在粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)上選 擇相鄰對象。選擇相鄰對象時(shí)，可以根據(jù)某個(gè)地理對象與所述詳細(xì)對象或者粗略對象之間 的距離是否小于特定閾值，確定所述相鄰對象?；蛘?，將與所述詳細(xì)對象或粗略對象直接鄰 接的對象確定為所述相鄰對象。在分別確定了所述詳細(xì)對象和粗略對象的相鄰對象之后，分別計(jì)算所述詳細(xì)對象 和粗略對象與其各自的相鄰對象之間的詳細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系。例如，A是一個(gè)地 理對象在詳細(xì)尺度上對應(yīng)的詳細(xì)對象，A*是同一地理對象在粗略尺度上對應(yīng)的粗略對象， 它們在各自尺度上相鄰對象集合的N (A)和N (A*);則對于詳細(xì)尺度上的一對對象A和B ( B — N U))以及粗略尺度上的一對 對象A*和B* (B* e N (A*))，計(jì)算詳細(xì)對象A與其相鄰對象B之間的詳細(xì)空間關(guān)系R (A， B)，以及計(jì)算粗略對象A*與其相鄰對象B*之間的粗略空間關(guān)系R (A*，B*)。在這里，所述的詳細(xì)空間關(guān)系R (A，B)和粗略空間關(guān)系R (A*，B*)可以是詳細(xì)對 象A和粗略對象A*與其各自的相鄰對象B和B*之間的方向關(guān)系，也可以是詳細(xì)對象A和 粗略對象A*與其各自的相鄰對象B和B*之間的拓?fù)潢P(guān)系。如前文所述，地理對象之間的 方向關(guān)系和拓?fù)潢P(guān)系都是有限的，可以窮舉列出。例如，如果詳細(xì)對象A和相鄰對象B均為 面狀地理對象，二者之間的拓?fù)潢P(guān)系共有8種可能的情況；如果粗略對象A*變?yōu)榫€狀，而相 鄰對象B*保持面狀，則二者之間的拓?fù)潢P(guān)系共有19種可能的情況。方向關(guān)系和拓?fù)潢P(guān)系 的計(jì)算方法屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的一種技術(shù)手段，篇幅所限在此也不再詳細(xì)加以介 紹。(3)—致性檢測步驟103，根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系判斷所述地理對 象在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)中是否一致。如前文所述，在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)中，地理對象之間的空間關(guān)系往往是保持不 變的；或者，地理對象之間空間關(guān)系的變化符合對應(yīng)性的規(guī)律，并且這種對應(yīng)關(guān)系是可以窮 舉的，因此，我們可以利用詳細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系判斷一致性。具體來說，承接上面的舉例，根據(jù)詳細(xì)對象A與其相鄰對象B之間的詳細(xì)空間關(guān)系 R (A，B)，我們可以計(jì)算R (A，B)在粗略尺度上可能對應(yīng)的空間關(guān)系的集合ο [R (A，B)]。 R (A，B)與σ [R (A,B)]具有一定的對應(yīng)性，由于詳細(xì)空間關(guān)系R (A，B)和集合σ [R (A, B)]之間的對應(yīng)關(guān)系是有限和可窮舉的，因此可以建立一個(gè)多尺度空間關(guān)系對應(yīng)表，根據(jù)所 述詳細(xì)空間關(guān)系R (A，B)查詢該多尺度空間關(guān)系對應(yīng)表，從而獲得集合ο [R (A，B)]。例 如，詳細(xì)對象A和相鄰對象B均為面狀地理對象，則R (A，B)是8種面/面拓?fù)潢P(guān)系的一 種；而在粗略尺度上相應(yīng)的粗略對象A*變?yōu)榫€狀，相鄰對象B*保持面狀，則R (A，B)在粗 略尺度上所對應(yīng)的σ [R (Α, B)]只能是全部19種線/面拓?fù)潢P(guān)系中的某一種或某幾種；可以建立多尺度空間關(guān)系對應(yīng)表，根據(jù)R (A，B)查詢獲得其在粗略尺度上可能對應(yīng)的全部 拓?fù)潢P(guān)系，即集合σ [R (A, B)]。判斷粗略對象Α*與其相鄰對象B*之間的粗略空間關(guān)系 R (A*，B*)是否包含于σ [R (A, B)]；即若R (A*，B*) e σ [R (A, B)]，則說明所述粗略 空間關(guān)系符合空間關(guān)系的尺度變化規(guī)律，可以判斷A和A*所對應(yīng)的同一地理對象在不同尺 度的矢量數(shù)據(jù)中一致，從而完成對矢量數(shù)據(jù)的一致性檢測。為了執(zhí)行所述一致性檢測方法，如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種多尺度矢量數(shù) 據(jù)一致性檢測裝置，具體包括
多尺度對象對應(yīng)性檢測模塊201，提取多尺度矢量數(shù)據(jù)(例如，圖2中的詳細(xì)尺度矢量 數(shù)據(jù)204及粗略尺度矢量數(shù)據(jù)205)的數(shù)據(jù)并對不同尺度矢量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，找到同 一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象和粗略對象；
相鄰對象檢測模塊202，對于所述詳細(xì)對象和粗略對象，分別選擇在其特定鄰域范圍內(nèi) 的相鄰對象，并分別計(jì)算所述詳細(xì)對象和粗略對象與其各自的相鄰對象之間的詳細(xì)空間關(guān) 系和粗略空間關(guān)系；
一致性檢測模塊203，根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系判斷所述地理對象在不 同尺度的矢量數(shù)據(jù)中是否一致。其中，若檢測粗略和詳細(xì)尺度上2個(gè)對象之間空間關(guān)系的一致性，所述一致性檢 測模塊203根據(jù)所述詳兩個(gè)對象間細(xì)空間關(guān)系計(jì)算其在粗略尺度上可能對應(yīng)的空間關(guān)系 集合，如果所述粗略空間關(guān)系包含于所述空間關(guān)系集合，則判斷一致。如圖2所示，所述一 致性檢測模塊203包括多尺度空間關(guān)系對應(yīng)表203a，根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系查詢該多尺度 空間關(guān)系對應(yīng)表203a獲得所述粗略空間關(guān)系集合。若檢測檢測粗略和詳細(xì)尺度上多個(gè)對象之間的空間關(guān)系的一致性，則根據(jù)對象及 其相鄰對象構(gòu)建地理網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的連接性，根據(jù)上述方法，每次檢測2個(gè)對象之間的 空間關(guān)系一致性，完成所有對象的一致性評價(jià)?？梢姡景l(fā)明的一致性檢測方法和裝置是將地理對象之間的空間關(guān)系作為判斷一 致性的依據(jù)。由于空間關(guān)系隨尺度變化的情形是有限和可窮舉的，因此可以主要通過查表 的方式來完成不同尺度上空間關(guān)系對應(yīng)性的判斷，計(jì)算效率更高；而且，由于地理對象之間 空間關(guān)系的穩(wěn)定性，可以適用于對尺度跨度較大的矢量數(shù)據(jù)之間的一致性檢測。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明還可以應(yīng)用在其它控制設(shè)備中。本 發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍 內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范 圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多尺度矢量地圖一致性檢測方法，其特征在于，包括多尺度對象對應(yīng)性檢測步驟，對不同尺度矢量地圖進(jìn)行匹配，找到同一地理對象在詳 細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象和粗略對象；相鄰對象檢測步驟，對于所述詳細(xì)對象和粗略對象，分別選擇在其特定鄰域范圍內(nèi)的 相鄰對象，并分別計(jì)算所述詳細(xì)對象和粗略對象與其各自的相鄰對象之間的詳細(xì)空間關(guān)系 和粗略空間關(guān)系；一致性檢測步驟，根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系判斷所述地理對象在不同尺 度的矢量地圖中是否一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺度矢量地圖一致性檢測方法，其特征在于，在所述多尺 度對象對應(yīng)性檢測步驟中，如果在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中的兩個(gè)地理對象均為 線狀地理對象，則按照以下步驟判斷二者是否對應(yīng)首先計(jì)算二者中一個(gè)在另一個(gè)上的投 影，若投影和原始長度的比例大于特定閾值，則判定該詳細(xì)尺度和粗略尺度上的線狀地理 對象是匹配關(guān)系；其次，根據(jù)線狀地理對象之間的連接關(guān)系構(gòu)建線狀地理對象網(wǎng)絡(luò)關(guān)系； 再次，判斷具有匹配關(guān)系的線狀地理對象是否滿足所述連接關(guān)系，如果滿足則判斷二者為 同一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象和粗略對象。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測方法，其特征在于，在所述多尺 度對象對應(yīng)性檢測步驟中，如果在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中的兩個(gè)地理對象均為 面狀地理對象，則按照以下步驟判斷二者是否對應(yīng)首先，若所述詳細(xì)和粗略尺度上面狀 地理對象的面積相似性滿足一定閾值，則所述詳細(xì)尺度和粗略尺度上的面狀地理對象是匹 配關(guān)系；然后根據(jù)所述面狀地理對象的邊界是否鄰接，構(gòu)建鄰接關(guān)系網(wǎng)絡(luò)；再次，判斷具有 匹配關(guān)系的所述面狀地理對象是否滿足鄰接和連通關(guān)系，如果滿足則判斷二者為同一地 理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象和粗略對象。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測方法，其特征在于，在所述多尺 度對象對應(yīng)性檢測步驟中，如果在詳細(xì)尺度的矢量數(shù)據(jù)中的地理對象是線狀和面狀地理對 象，在粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中的地理對象是線狀和面狀地理對象，則按照以下步驟判斷二 者是否對應(yīng)首先做線對象緩沖區(qū)，然后若一線狀或面狀地理對象在緩沖區(qū)內(nèi)的長度/面 積比例小于特定閾值，則判定二者為匹配關(guān)系；然后根據(jù)線狀和面狀地理對象間的連接和 拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)建地理網(wǎng)絡(luò)；再次，根據(jù)所述地理網(wǎng)絡(luò)的連接和拓?fù)涮匦?，判斷所述具有匹?關(guān)系的地理對象在詳細(xì)和粗略尺度上是否滿足所述連接和拓?fù)涮匦?，如果滿足則判斷二者 為同一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象和粗略對象。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測方法，其特征在于，在所述一致 性檢測步驟中，根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系計(jì)算其在粗略尺度上可能對應(yīng)的空間關(guān)系集合，如 果所述粗略空間關(guān)系包含于所述空間關(guān)系集合，則判斷一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測方法，其特征在于，在所述一致 性檢測步驟中，建立多尺度空間關(guān)系對應(yīng)表，根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系查詢該多尺度空間關(guān) 系對應(yīng)表獲得所述粗略尺度上空間關(guān)系集合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測方法，其特征在于，所述的詳細(xì) 空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系為詳細(xì)對象和粗略對象與其各自的相鄰對象之間的拓?fù)潢P(guān)系和 方向關(guān)系。
8.一種多尺度矢量地圖一致性檢測裝置，其特征在于，包括多尺度對象對應(yīng)性檢測模塊，提取多尺度矢量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)并對不同尺度矢量數(shù)據(jù)的數(shù) 據(jù)進(jìn)行匹配，找到同一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度的矢量數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象 和粗略對象；相鄰對象檢測模塊，對于所述詳細(xì)對象和粗略對象，分別選擇在其特定鄰域范圍內(nèi)的 相鄰對象，并分別計(jì)算所述詳細(xì)對象和粗略對象與其各自的相鄰對象之間的詳細(xì)空間關(guān)系 和粗略空間關(guān)系；一致性檢測模塊，分別在詳細(xì)和粗略尺度上，根據(jù)對象及其相鄰對象建立空間關(guān)系網(wǎng) 絡(luò)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中詳細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系判斷所述地理對象在不同尺度的矢量數(shù)據(jù)中是否一致。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測裝置，其特征在于，所述一致性 檢測模塊根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系計(jì)算其在粗略尺度上可能對應(yīng)的空間關(guān)系集合，如果所述 粗略空間關(guān)系包含于所述空間關(guān)系集合，則判斷一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性檢測裝置，其特征在于，所述一致性 檢測模塊包括多尺度空間關(guān)系對應(yīng)表，根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系查詢該多尺度空間關(guān)系對應(yīng) 表獲得所述空間關(guān)系集合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多尺度矢量地圖一致性檢測方法和裝置。其中，所述檢測方法包括多尺度對象對應(yīng)性檢測步驟，提取多尺度矢量數(shù)據(jù)并對不同尺度矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，找到同一地理對象在詳細(xì)尺度和粗略尺度數(shù)據(jù)中分別對應(yīng)的詳細(xì)對象和粗略對象；相鄰對象檢測步驟，對于所述詳細(xì)對象和粗略對象，分別選擇在其特定鄰域范圍內(nèi)的相鄰對象，并分別計(jì)算所述詳細(xì)對象和粗略對象與其各自的相鄰對象之間的詳細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系；一致性檢測步驟，根據(jù)所述詳細(xì)空間關(guān)系和粗略空間關(guān)系判斷所述地理對象在不同尺度矢量數(shù)據(jù)中是否一致。本發(fā)明將地理對象之間的空間關(guān)系作為檢測多尺度矢量數(shù)據(jù)一致性的依據(jù)，檢測效率高，而且可以實(shí)現(xiàn)對大尺度跨度矢量數(shù)據(jù)的一致性檢測。
文檔編號G06F17/30GK102110137SQ20111000021
公開日2011年6月29日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者杜世宏 申請人:北京大學(xué)