相似性理论技术在地名匹配中的应用

客观世界中的各种事物之间都存在一定的相似性。相似性越高,两个事物的共有信息量则越多,表明两个事物表示同一个实体的可能性就越大。因此,相似性理论技术在地理空间数据的匹配更新中能够发挥重要作用。本文通过对地理空间数据几何相似性和语义相似性的分析研究,将其引入地名数据匹配及一致性处理中,给出了相关匹配模型和算法,提出了一种基于几何和属性相似性的地名数据匹配方法和技术,并通过相关实验验证了匹配算法的可行性。实验证明,该算法具有一定的理论意义和实用价值。     

一种改进的多源遥感影像SIFT算法匹配策略

传统SIFT算法在遥感影像中相似性场景大量存在的情况下呈现出匹配效率低的问题。文中提出对传统SIFT算法匹配策略进行改进,其步骤包括:首先在初匹配阶段,利用建立金字塔影像匹配的方式确定影像间的几何关系模型;其次,利用该几何关系模型对初始影像进行约束匹配;最后利用RANSAC模型剔除误匹配点。通过相似性场景影像匹配实验可以表明,与传统SIFT算法相比,本方法具有明显的匹配效率和精度优势。     

多源矢量空间数据关联分析及应用

针对多源矢量空间数据采集标准和数据处理要求不同造成难以综合利用这一现状,本文提出了一种多源矢量空间数据关联分析方法.该方法以要素的几何类型为基准,基于语义匹配和几何匹配等关键技术,对地理要素进行关联构建和分析,并以国情监测数据与1:10000 DLG为例,选取点、线、面不同几何类型的数据对该方法进行应用.通过该关联技术可以分析两者间差异,找出两者之间最大的切合点,减少整体工作量、提高工作效率.最后,分析了其局限性和可改进之处,以期为多源矢量空间数据联合生产及更新提供更多思路和方法.     

基于相似特征点集的SIFT匹配改进算法

当影像中存在相似或重复场景时,传统SIFT匹配算法存在匹配成功率低,目前改进的SIFT匹配算法计算量大。基于相似特征点集的SIFT匹配改进算法,依据相似性或重复场景的影像纹理特点,在SIFT特征点匹配过程中,通过设定阈值提取初始同名点,建立针对未成功匹配参考特征点的相似特征点集,利用已获取初始同名点建立仿射几何约束模型构建参考特征点的匹配约束窗口,在该窗口内利用特征点相对主方向及尺度约束,对特征相似点集进行匹配获得同名点,最后采用RANSAC算法剔除误匹配点。对比实验结果表明,在影像像对间存在较多相似性场景,同时存在较大尺度缩放、旋转变换、视角及模糊差异的情况下,文中算法在匹配成功率和计算复杂度上具有明显的优势。     

一种解算空间几何对象的最小外接矩形算法

提出并实现了一种解算点群、线群以及面群最小外接矩形的新算法。首先将求解点群、线群以及面群的最小外接矩形问题全部转化为求解构成这些几何对象的边界点集合凸壳的最小外接矩形问题;其次,在算法中采用几何计算方法直接得到矩形的4个顶点坐标,避免了大量旋转角度计算和坐标变换运算,从而降低了算法的计算量,提高了算法的精确度。最后通过实例验证了该算法的可行性。     

结合线对几何特征及单线描述符约束的直线匹配算法

针对单直线几何属性的弱稳定性及“非一对一”匹配结果难以检核问题,提出一种结合线对几何特征及单线描述符约束的直线匹配算法。所提算法将邻域内满足一定几何条件约束的两直线构建线对,作为一个整体进行匹配。匹配过程中首先利用线对中两直线交点的核线约束匹配候选范围,然后逐一采用线对内角度、线段间距离比、线对邻域辐射信息三种属性特征对匹配候选进行筛选,最后根据三角形区域灰度相似性确定最终匹配对。检核过程中首先根据直线与核线夹角及直线斜率建立同名线对中单直线的对应关系,然后每组同名线对分裂得到两组同名直线,在此基础上对应地建立两直线梯度描述符并计算两直线描述符间的相似性,最后结合共线几何和描述符相似性对匹配结果进行检核,剔除错误匹配,并对结果中的共线直线进行合并,得到一对一的同名直线。选取典型纹理特征的航空影像和不同变换类型的近景影像进行参数分析及直线匹配实验,实验结果表明,所提算法匹配正确率较高,在纹理相似、视角变化、旋转变化、尺度变化、光照变化的复杂场景下匹配正确率均高于95%,具有较好的鲁棒性,且可有效解决因直线断裂等原因造成的复杂匹配关系难以检核问题。     

顾及几何特征相似性的多源等高线匹配方法

已有的多源等高线匹配方法主要基于等高线拓扑关系构建以及基于空间欧氏距离的相似性度量,缺少对等高线几何形态相似性的考虑,在等高线密集区域、图幅边界区域以及地形变化剧烈区域易产生误匹配情况。为此,本文提出一种基于几何特征相似性的由粗匹配到精匹配的多源等高线匹配策略。提出顾及局部特性的基于节点曲率以及法向量与横坐标轴夹角的混合特征描述测度,将等高线点序列转化为几何形态特征描述序列,引入最长公共子序列算法,量化计算多源等高线数据之间的相似程度,并依据相似度实现同名等高线匹配。利用模拟数据和真实数据对本文方法的可靠性和运行效率进行验证,试验证明,本文提出的匹配策略顾及了等高线空间位置特征和几何形态特征,能够保证较高的匹配精度和运行效率,并具有较好的适用范围。     

面向空间关联的多源矢量数据空间实体匹配方法

针对利用几何匹配技术建立多源数据间的映射关联关系这一空间关联领域的热点,该文提出面向空间关联的多源矢量数据空间实体匹配方法,通过对点、线、面实体进行几何匹配,得到多源矢量数据空间实体间的映射关系,进而建立起多源矢量数据间的空间关联。此外,以深圳市标准导航数据与深圳市开放街道地图(OSM)数据为例进行了实验。实验结果表明,阈值的选取对匹配精度有很大影响,当阈值选取合适时,该文算法能较为有效地进行点、线、面实体间的几何匹配,从而建立起多源矢量数据空间实体间的关联关系,其精度及正确率较高,具有较强的实用性。     

多基准点和基准方向的面阵与线阵影像匹配方法

针对面阵影像与线阵影像之间存在的尺度、旋转等几何差异所导致的难以高效获得稳定可靠匹配点问题,该文提出了一种稳健的面阵影像与线阵影像匹配方法。算法分为3个阶段:(1)对影像进行尺度、旋转预处理,消除影像间的尺度和旋转差异;(2)用Harris算子提取特征点,进行逐层金字塔匹配,在最底层影像上进行最小二乘匹配获取精匹配点,利用随机抽样一致算法获取准确性较高的匹配点;(3)对准确性较高的匹配点分区,构建4块匹配区域,根据每块区域的匹配点计算重心,以此4块区域的重心作为匹配基准点和基准方向,重约束初始匹配结果。通过多组面阵影像与线阵影像数据实验结果,验证了该方法的可行性和有效性,可为后续空中三角测量及相关应用提供可靠的匹配点。     

利用自动匹配与三角剖分进行遥感图像几何精校正

在研究传统几何精校正方法的基础上,提出了一种高精度的基于自动同名点匹配和三角剖分技术的几何精校正方法,该方法是通过基准底图对待校正图像进行几何精校正的。首先利用FAST (Features from Accelerated Segment Test)算子在基准底图上快速提取均匀分布的候选特征点,通过图像自身携带的地理定位信息确定初始同名点对;经平移误差消除、互相关双向匹配、RANSAC(Random Sample Consensus)粗差剔除、二元三点插值等步骤获取稳定可靠的亚像元级同名点对;最后根据亚像元级同名点对构建Delaunay三角网进行图像变换和重采样处理。以Landsat卫星ETM为基准底图对环境卫星CCD数据进行几何精校正试验,本算法几何精校正精度较传统的方法得到了很大提高。     

基于面解译的模型匹配识别体素

为了用线性征摄影量数学模型软件包对复杂工业零件进行了自动量测与重建，必须首先用计算机识别工业零件的各个组成部分－体素。为此，作者提出了基于面解译的模型茶杯识别体素的思想。     

时空轨迹多层级相似子段匹配方法

轨迹子段匹配是轨迹数据挖掘的重要手段,针对其计算复杂度较高、受噪声影响大的问题,提出了一种融合自适应希尔伯特地理网格编码的多层级轨迹编码树结构,在可接受的建树代价下,形成了从轨迹整段到最小片段的层次化组织形式和子段从属关系表达结构,并在轨迹片段编码树的基础上,设计了相似子段匹配算法,将复杂的空间计算转化为空间编码的字符串前缀匹配操作,极大地降低轨迹子段匹配的计算复杂度。实际轨迹数据的实验表明,在不影响匹配准确率的前提下,提出的子段匹配方法的效率与基于经典距离的相似性度量方法相比,有超过一个数量级的性能提升。     

提高线要素匹配率的动态化简方法

矢量线要素匹配是当前空间数据匹配领域的研究焦点之一。本文提出了一种提高已有匹配算法正确率的线要素动态化简方法。首先,对待匹配双方利用开方根规律分别确定各自的化简阈值范围;其次,令化简参数在线要素各自的阈值范围内以一定的步长变化,对每条线要素分别进行化简,每完成一次化简,重新计算待匹配双方的匹配相似度,并与上一次化简后的匹配相似度进行比较,最终得到最高的匹配相似度值;最后,根据获取的最高匹配相似度来判断其是否成功匹配。该算法是一种以动态化简来带动动态匹配的过程。通过化简提取线要素主要形态,降低了局部细节对已有匹配算法的影响,从而提高了匹配正确率。试验验证及对比分析证明了本方法的科学性和普适性。     

基于本体语义的地理信息服务发现

基于本体语义研究地理信息服务发现问题.将加权语义距离和Wu-Palmer法相结合并进行改进计算本体概念语义相似度.引入服务接口依赖关系,提出支持接口多态性的本体语义地理信息服务输入输出匹配方法.最后开发实验原型对基于本体的地理信息服务匹配方法进行实验与分析.     

基于上下文感知的地理信息服务发现与匹配技术研究

如何在网络上寻找到最适合的地理信息服务,即服务的发现与匹配技术的需求变得越来越迫切。本文结合普适思想提出了基于上下文感知的地理信息服务多级发现与匹配框架．包括基本描述、服务功能、约束条件、空间上下文4级匹配过程,并详细分析了空间上下文的建模与推理、地理信息相似性等关键技术,最终通过一个原型系统验证了该框架及关键技术的可行性。     

基于经济户口匹配的语料库建设

经济户口数据匹配是将经济户口中包含的企业名称和驻址等基本信息通过地名地址的规范化和一系列匹配算法,得到最佳匹配坐标并定位到电子地图上的过程,是我国推行全面数字化建设的重要举措。本文系统分析了经济户口数据的组织形式,深入研究了中文匹配的原理特点,并以潍坊市奎文区9 000多条经济户口数据作为训练集,设计构建了基于双字哈希和数组三层数据结构的经济户口语料库,总结制定了涵盖500种行业类型的三级编码规则,并根据中文词条的文字相似性和行业之间的相关关系,设置文字和类型相似度值,采用动态加权方法求得复合相似度指标,建立了基于经济户口语料库的相似度匹配方法。文章最后以潍坊市潍城区8 000多条经济户口数据作为测试集,对本文提出的匹配方法进行实验验证。试验结果表明,利用本文设计的经济户口语料库和相似度匹配方法能够高效地完成经济户口数据的唯一性匹配和相似度匹配,极大地提高了检索效率和匹配成功率,具有良好的实际可操作性。     

GML模式匹配算法

提出了一个面向空间信息集成的GML模式匹配算法，其核心思想是将GML模式转化成树状结构．通过测度两个树状结构的相似度来判断两个对应模式的匹配程度。在GML规范基础上．给出了GML模式的匹配算法和匹配器结构，并实现了相关算法，进而完成GML文档的集成。     

顾及邻域居民地群组相似性的道路网匹配方法

现有多源同比例尺道路网匹配方法中,大多只利用道路自身特征进行匹配,而较少顾及道路周边要素对匹配过程的影响和约束,从而影响了道路网匹配效果的进一步提高,特别是对系统误差改正后仍存在一定位置或旋转偏差的道路数据进行匹配时,这种影响尤为明显。本文借鉴人类对陌生环境的空间认知特点,提出了一种顾及邻域居民地群组相似性的道路网匹配方法。该方法通过构建城市骨架线网确定与道路相邻的居民地群组,进而计算居民地群组空间关系和几何特征相似度来获得对应道路的匹配结果。其特点在于:对存在位置或旋转偏差的道路数据匹配,以其邻域空间内居民地群组的整体相似性指标来带动道路自身匹配,实际上是增加了周边居民地群组对道路匹配过程的约束,更具鲁棒性。试验及对比分析表明,本方法能够较好地解决系统误差改正后仍存在较大位置和旋转偏差的道路数据间的匹配问题,提高匹配的正确率。     

线目标特征点相似性匹配

针对地图制图数据库更新中多源数据匹配问题,通过提取线目标中的特征点,建立一种基于空间位置和拓扑关系的匹配模型,对特征点进行相似性匹配。实验证明该模型匹配效果良好,基本满足数据更新中图形纠正的需要。     

A building polygonal object matching method based on minimum bounding rectangle combinatorial optimization and relaxation labeling

Volunteered geographic information (VGI) is an emerging phenomenon where anyone can create geographic information and share it with others. Compared with traditional authoritative geospatial data, it has several advantages, such as enriched data, instant updates, and low cost. The object matching method is widely used in VGI quality assessment and data updates. However, VGI matching faces certain challenges, such as the levels of detail that vary from object to object, the uneven distribution of data quality, and the automated matching requirement. To resolve these problems, this article proposes a new matching method that effectively combines the advantages of minimum bounding rectangle combinatorial optimization (MBRCO) and relaxation labeling. The proposed method (1) avoids setting the similarity threshold and weights and does not require training samples. This process is realized based on contextual information and optimization. (2) It overcomes the disadvantage that the MBRCO algorithm cannot distinguish adjacent buildings with similar shapes. Our approach is experimentally validated using two publicly available spatial datasets: OpenStreetMap and AutoNavi map. The experimental studies show that the proposed automatic matching method outperforms all the threshold-based MBRCO methods and achieves high accuracy with a precision of 97.8% and a recall of 99.2%.