[发明专利]一种结合形状和环境特征的多尺度面要素匹配方法及系统

说明书

本发明涉及一种结合形状和环境特征的多尺度面要素匹配方法及系统，它包括：S100获取每个要素的候选要素集，对候选要素内的要素按照MBR的最大、最小坐标进行排序；S200构建解空间树，采用MBR组合优化算法搜索潜在的对应MBR；S300对齐潜在的对应MBR，使用双向面积重叠法获取潜在匹配对结果；S400建立新的潜在匹配对应表；S500建立匹配数据集中要素之间的邻接关系；S600利用概率松弛标记法在潜在匹配对中发现面要素匹配的最终结果。本发明结合了MBR组合算法和概率松弛迭代算法，利用MBR组合优化算法有效的聚合了潜在匹配对，利用概率松弛迭代法发现正确的匹配对，不仅对复杂匹配具有很好的识别能力，而且避免了人为设置匹配阈值的缺陷。

技术领域

本申请涉及地理信息科学领域，具体涉及一种结合形状和环境特征的多尺度面要素匹配方法及系统。

背景技术

要素匹配是空间数据处理和应用领域的基础性技术，它广泛应用于空间数据的更新、维护和融合。随着“自发地理信息”(Volunteered Geographic Information，VGI)的兴起，要素匹配又成为VGI数据质量评价和改善的关键技术。然而不同来源的地理空间数据往往在现势性、表达尺度、几何和语义等方面不一致，导致获得精确的匹配结果成为一个挑战。尤其是多尺度矢量数据的匹配，因为多尺度匹配中复杂匹配(一对多和多对多匹配)广泛存在，且匹配数据之间的特征更为模糊。

迄今为止，要素匹配领域已有大量的研究成果。如通过缓冲区增长法和面积重叠法来获取候选匹配，然后，利用几何信息、属性信息或拓扑信息从候选匹配中发现正确匹配；引入最优化模型、逻辑回归模型、BP神经网络、SVM来提高匹配的准确率等等。然而，缓冲区增长法只能获取1:1匹配候选，其不能确定缓冲区内哪些要素需聚合起来进行匹配；面积重叠法在空间数据存在较大位移偏差时是无法使用的，即使通过投影转换、格式转换和地图纠正等预处理，匹配要素也只是粗糙对齐，坐标偏差依然存在，其结果是大量的正确匹配被漏选，面积较小的要素很容易被错误的忽略。因此，现有要素匹配成果中很难有效解决处理多尺度匹配中的复杂匹配，影响了匹配技术的适用性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种结合形状和环境特征的多尺度面要素匹配方法及系统，建立众源地理信息和参考地理数据的对应关系，判断众源地理信息的位置精度、形状精度和完整度，实现测绘工作的地图更新和地图融合，建立多重表达空间数据库，克服位置偏移对面要素匹配的影响，提高匹配适应性和正确率。

本发明采取的技术方案是：一种结合形状和环境特征的多尺度面要素匹配方法，包括如下步骤：

S000：获取地理信息的多尺度面要素数据包，将所述多尺度面要素数据包的矢量空间数据作为匹配数据源，对所述匹配数据源进行预处理，获得待匹配数据集；

S100：记两个不同尺度的待匹配数据集分别为A＝{a₁,a₂,..,a_I}和B＝{b₁,b₂,..,b_M}，在A中任取一面要素，记为a_i，建立a_i的缓冲区，记缓存距离记为d_τ ，通过叠加分析方法，计算数据集B中落入a_i的缓冲区内的要素，记为a_i的候选匹配要素集，记为Bⁱ＝{b₁,b₂,..,b_N}，其中N为Bⁱ中要素的数量；获取Bⁱ中每个面要素的MBR，将Bⁱ中的每个要素分别按照它的MBR中最小x坐标的x_min，MBR中最大x坐标x_max，MBR中最小y坐标y_min和MBR中最大y坐标y_max进行排序，排序结果分别表示为O_xmin,O_xmax,O_ymin和O_ymax；