OpenStreetMap建筑物目标轮廓修正方法与应用研究

作     者：张宏奎 

作者单位：长沙理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵彬彬

授予年度：2022年

学科分类：081603[工学-地图制图学与地理信息工程] 081802[工学-地球探测与信息技术] 07[理学] 08[工学] 070503[理学-地图学与地理信息系统] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0705[理学-地理学] 0816[工学-测绘科学与技术] 

主      题：志愿者地理信息 开放街道地图 数据质量 建筑物目标轮廓 直角修正 圆弧修正 

摘      要：Web 2.0时代,共建共治共享的理念深入各行各业。在地理信息科学领域,空间数据的获取与地理信息服务的模式随之发生了巨大变化,普通大众逐渐参与到空间数据的采集工作中,促生了志愿者地理信息。OpenStreetMap(简称OSM)是全球志愿者数量最多、地理信息最为丰富的地理信息共享平台,凭借数据量大、信息丰富、现势性高、开源共享等优势,得到了广泛的应用。独特的数据采集方式为其带来丰富数据资源的同时,也带来了众多数据质量问题。长期以来,地理信息科学领域的众多专家学者们都致力于OpenStreetMap空间数据质量的研究。大量的数据质量评价结果表明,OpenStreetMap数据在位置精确性、数据完整度方面问题较小,主要问题在于图形数据几何准确性不足,集中体现在建筑物目标轮廓数据形态异常。图形形态异常问题不仅会干扰地图使用者对实际地物的认知和判断,而且易促生其与邻近空间目标之间的不一致性问题。因此,对OpenStreetMap建筑物目标轮廓数据修正是提高其空间数据质量,进而提升其可用性的必要举措。通过对OpenStreetMap建筑物目标数据进行研究,基于空间几何计算、空间目标相似性描述等地理空间图形学原理与方法,针对建筑物目标存在的几何形态问题,本文主要进行了如下研究工作。1.提出了一种基于墙体方向的建筑物目标直角修正方法。引入墙体方向作为约束加入到建筑物目标直角修正过程中,既能满足建筑物目标直角修正的需求,又能保持建筑物本身存在的一些非直角特征。2.提出了一种基于最小二乘拟合的建筑物目标圆弧轮廓修正方法。基于圆弧轮廓的几何特征建立了一组规则用以捕捉其节点,进而采用附有限制条件的最小二乘模型对节点进行圆曲线拟合,有效实现了建筑物目标圆弧轮廓修正。3.设计实现了建筑物目标轮廓修正软件。在Microsoft Visual Studio 2012开发环境下,结合嵌入式组件库AE和可视化开发语言C#集成二次开发了一套建筑物目标轮廓修正软件。