地图数字化数据质量控制理论与方法的研究

论文摘要

GIS的数据质量问题是一个关系到数据可靠性和系统可信性的重要问题,它的好坏将直接影响到系统的经济效益和社会效益。因此,对GIS空间数据质量控制的理论与方法研究具有十分重要的意义。本文主要研究了地图扫描数字化数据的质量控制理论与方法。首先,简要分析了地图扫描数字化数据的误差源;针对地图扫描数字化数据的变形不均匀特点,提出应用最小二乘拟合推估法对地图扫描数字化数据误差进行纠正,从而较有效地消除变形误差,提高空间数据的质量。其次,由于协方差函数在拟合推估中起着十分关键的作用,本文采用两步极小法拟合协方差函数,并初步探讨了应用拟合推估法时,协方差函数对地图扫描数字化质量控制的影响,主要涉及协方差函数表达式、拟合样本容量以及采样间隔等因素。通过实验,得出了一些较有意义的结果,为协方差函数拟合提供了一定的参考。再次,针对地图扫描数字化数据观测噪声与信号的先验权比可能不协调的情况,研究了基于方差分量估计的拟合推估方法。经比较分析几种方差分量估计方法后,发现方差分量估计能够较好地调节观测噪声与信号间的权比,从而在很大程度上减小了因地图扫描数字化数据先验信息不准确所带来的不利影响。最后,考虑到地图扫描数字化数据可能受粗差污染,常规的最小二乘拟合推估难以抵御粗差的影响,本文探讨了抗差拟合推估方法,并着重分析了协方差函数的抗差拟合法。实验结果表明,抗差拟合推估可以较有效地抵抗粗差对地图数字化数据质量的不利影响,确保地图扫描数字化误差纠正的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 GIS 空间数据质量控制的研究意义
• 1.2 空间数据的获取及误差源
• 1.2.1 空间数据的获取方式分类
• 1.2.2 地图扫描数字化误差简析
• 1.3 国内外研究综述
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 拟合推估的基本原理
• 2.1 预备知识——随机函数
• 2.2 拟合推估的一般模型及解式
• 2.3 拟合推估的精度评定公式
• 2.4 协方差函数的拟合
• 第三章 拟合推估法纠正地图扫描数字化误差
• 3.1 地图扫描数字化误差纠正模型
• 3.1.1 相似变换模型
• 3.1.2 仿射变换模型
• 3.1.3 高次多项式模型和双线性模型
• 3.2 拟合推估在地图数字化误差纠正中的应用
• 3.2.1 拟合推估在地图数字化误差纠正中的模型及解式
• 3.2.2 算例分析
• 3.3 协方差函数对地图数字化误差纠正的影响
• 3.3.1 不同协方差函数表达式的影响
• 3.3.2 不同样本的影响
• 3.3.3 采样间隔和最大采样间隔的影响
• 第四章 基于方差分量估计的拟合推估法纠正地图数字化误差
• 4.1 引言
• 4.2 拟合推估的另一种解法
• 4.3 方差分量估计原理
• 4.3.1 方差分量的最大似然估计
• 4.3.2 方差分量的MINQUE 估计
• 4.3.3 Helmert 方差分量估计
• 4.3.4 具体的迭代步骤
• 4.4 实例分析
• 第五章 地图数字化误差纠正的抗差拟合推估法
• 5.1 基于M 估计的抗差估计原理
• 5.1.1 M 估计的基本定义
• 5.1.2 基于等价权思想的参数平差M 抗差估计原理
• 5.1.3 方差因子的抗差解
• 5.2 抗差拟合推估的一般模型
• 5.2.1 抗差拟合推估解式
• 5.2.2 协方差函数的抗差拟合
• 5.3 实例分析
• 结束语
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢