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1、For gis数字地图综合数字地图综合数字地图综合数字地图综合 数字环境下的数字环境下的GISGIS综合概念综合概念 什么是综合？什么是综合？为什么要进行综合为什么要进行综合？综合策略综合策略 怎样实施综合？怎样实施综合？怎样控制综合？怎样控制综合？怎样评价综合？怎样评价综合？网络技术与数据综合网络技术与数据综合 矢量数据渐进式传输矢量数据渐进式传输 在线式综合与离线式综合在线式综合与离线式综合 综合软件系统开发综合软件系统开发 综合研究的发展趋势综合研究的发展趋势内内容容一一 数字环境下数字环境下GISGIS数据综合的概念数据综合的概念1 1 什么是综合？什么是综合？一般意义上的综合一般意义
2、上的综合通俗意义上的综合是思维的抽象化过程，从细到粗的思通俗意义上的综合是思维的抽象化过程，从细到粗的思维过程，在非地图研究领域也存在维过程，在非地图研究领域也存在人物漫画、人物漫画、卡通画、卡通画、文章摘要、长篇小说改编。文章摘要、长篇小说改编。体现两方面：保留重要内容，保留的内容以简化形式表达。体现两方面：保留重要内容，保留的内容以简化形式表达。地图地图/GIS/GIS数据综合数据综合1：2.5万 1：10万 1：25万随着比例尺缩小，保随着比例尺缩小，保留重要地物，以概括的形留重要地物，以概括的形式表达，去掉次要地物目式表达，去掉次要地物目标标 地图综合是地图设计制地图综合是地图设计制作
3、的核心环节，蕴含着创作的核心环节，蕴含着创造性思维，是一定程度上造性思维，是一定程度上的艺术加工行为。的艺术加工行为。数字环境下什么是综合？数字环境下什么是综合？（数字环境下如何描述地图综合，建立计算机可（数字环境下如何描述地图综合，建立计算机可“理解理解”的综合概念，由计算机来实现这一高度智能化的过程）的综合概念，由计算机来实现这一高度智能化的过程）地图综合是一个空间表达映射过程地图综合是一个空间表达映射过程 高分辨率到低分辨空间表达集合映射，包括空间高分辨率到低分辨空间表达集合映射，包括空间元素映射和空间关系映射元素映射和空间关系映射 这是基于关系代数理论提出的，将地图看作是一定数据模这是
4、基于关系代数理论提出的，将地图看作是一定数据模型支持下的型支持下的空间目标及其空间关系的集合空间目标及其空间关系的集合，从大比例尺、高分，从大比例尺、高分辨率状态到小比例尺、低分辨率状态的地图综合过程，是集合辨率状态到小比例尺、低分辨率状态的地图综合过程，是集合上的映射过程，包括上的映射过程，包括目标元素映射和空间关系映射。目标元素映射和空间关系映射。基于这种概念，关系代数的几种运算选择、投影、联结、基于这种概念，关系代数的几种运算选择、投影、联结、并、差、笛卡尔乘积是完成综合的基本运算。并、差、笛卡尔乘积是完成综合的基本运算。综合的部分过程（如选取、删除等）运用关系运算可以综合的部分过程（如
5、选取、删除等）运用关系运算可以实现，而地理空间的层次性特征及复合目标的存在，使实现，而地理空间的层次性特征及复合目标的存在，使得地图集合中的元素是非第一范式的，关系数据库在处得地图集合中的元素是非第一范式的，关系数据库在处理复合目标时遇到了困难。理复合目标时遇到了困难。Gen1，2元素映射元素映射f:E1E2关系映射关系映射g:R1R21-1映射映射n-1映射映射n-m映射映射结构化简结构化简夸大夸大面转化为点面转化为点面转化为线面转化为线聚合聚合融合融合连接连接群点重采样群点重采样网结构化简网结构化简多多边边形形群群选选取取T映射映射冲突移位冲突移位视视觉觉邻邻近近转转化化为为拓拓扑扑邻邻近
6、近共享边界一致化共享边界一致化mmM映射映射D映射映射基于映射观念的地图综合框架基于映射观念的地图综合框架1-11-1映射映射 n-1 n-1 映射映射 n-m n-m 映射映射拓扑关系映射拓扑关系映射T T 方向关系映射方向关系映射D D 距离关系映射距离关系映射M M示例示例映射在综合中的体现映射在综合中的体现（1 1）仅实施空间实体映射仅实施空间实体映射 当两种映射对研究区域内的目标实施变换时，满足当两种映射对研究区域内的目标实施变换时，满足 eirej=f(ei)rf(ej)，表明，映射后在一定空间关系分辨率，表明，映射后在一定空间关系分辨率下空间关系不变，属于同构代数系统，此时，不需
7、要实施空下空间关系不变，属于同构代数系统，此时，不需要实施空间关系映射，只进行空间实体映射。间关系映射，只进行空间实体映射。eif(ei),ejf(ej),有有 f(ei)r f(ej)=ei r ej不需要空间关系映射不需要空间关系映射g f映射在综合中的体现映射在综合中的体现（2 2）仅实施空间关系映射）仅实施空间关系映射 决决定定综综合合的的主主导导条条件件是是空空间间关关系系分分辨辨率率违违背背了了空空间间约约束束表表达达，通通过过关关系系映映射射得得到到新新的的满满足足约约束束规规范范的的粗粗化化空空间间关关系系，操操作作的的具具体体实实现现是是通通过过目目标标的的位位置置移移动动，
8、下下图图中中原原表表达达目目标标的的距距离离关关系系难难于于辨辨析析，在在低低分分辨辨率率下下映映射射为为拓拓扑扑邻邻近近，注意元素本生没有变化注意元素本生没有变化 。无空间元素映射无空间元素映射f,f,只需空只需空间关系映射间关系映射 g g:g g(e ei i re rej j)e ei i r e r ej jgeif(ei),ejf(ej),有有f(ei)r f(ej)ei r ej（原关系被破坏）需要空间关系映射（原关系被破坏）需要空间关系映射 g:g(f(ei)r f(ej)f(ei)r f(ej)fg映射在综合中的体现映射在综合中的体现（3 3）先先实实施施元元素素映映射射，再
9、再通通过过空空间间关关系系映映射射对对空空间间关关系系进行后继维护进行后继维护 决决定定综综合合的的主主导导条条件件是是语语义义分分辨辨率率、空空间间大大小小分分辨辨率率、空空间间特特征征分分辨辨率率违违背背了了空空间间约约束束表表达达，通通过过元元素素的的1-11-1，n-n-1 1或或 n-mn-m映映射射，达达到到几几何何特特征征、语语义义特特征征的的粗粗化化表表达达，同同时时产产生生了了空空间间关关系系的的歪歪曲曲，f(ei)rf(ej)eirej ，进进而而通通过过关关系系映射来修正，对空间关系进行后继维护映射来修正，对空间关系进行后继维护 空间关系也存在综合空间关系也存在综合 空间
10、关系映射实施的条件有两种：一是空间关系空间关系映射实施的条件有两种：一是空间关系表达本身不满足约束条件，二是元素映射后产生空间表达本身不满足约束条件，二是元素映射后产生空间关系的破坏，与此对应的约束分别为关系的破坏，与此对应的约束分别为“空间关系是可空间关系是可辨的辨的”、“空间关系保持不变空间关系保持不变”，两种约束的判断都，两种约束的判断都要基于关系分辨率要基于关系分辨率地图综合是一个信息熵传输过程地图综合是一个信息熵传输过程 大比例尺地图为信息发送方大比例尺地图为信息发送方X X，小比例尺地图为信息接收方，小比例尺地图为信息接收方Y Y，综合表现为信息通道，该通道具有噪声干扰，传送过程中
11、，部，综合表现为信息通道，该通道具有噪声干扰，传送过程中，部分信息被丢失、派生和曲解，产生不确定性。运用互熵描述，综分信息被丢失、派生和曲解，产生不确定性。运用互熵描述，综合产生的信息量为熵的减少量合产生的信息量为熵的减少量 I=H(X)-H(Y|X)I=H(X)-H(Y|X)地图综合是一个问题求解过程地图综合是一个问题求解过程 综合决策没有确定的解，但可以在一定的模型及规则控综合决策没有确定的解，但可以在一定的模型及规则控制下寻求最优解。综合的基础算法是确定的，在环境参量设制下寻求最优解。综合的基础算法是确定的，在环境参量设定条件下，算法对一定的输入产生确定的输出结果，但何时定条件下，算法对
12、一定的输入产生确定的输出结果，但何时启动某算法、算法过程组织的顺序、回溯，是一个不确定性启动某算法、算法过程组织的顺序、回溯，是一个不确定性问题。问题。运用模拟退火技术、爬山技术对综合过程的诸如移位、曲线弯曲综运用模拟退火技术、爬山技术对综合过程的诸如移位、曲线弯曲综合、多边形合并等实施在多个侯选方案中评选出最佳解合、多边形合并等实施在多个侯选方案中评选出最佳解地图综合是一个智能体行为过程地图综合是一个智能体行为过程 AgentAgent 智能体智能体AgentAgent源于对蚁群高效的社会分工与结构组织的认识和源于对蚁群高效的社会分工与结构组织的认识和模拟。智能体是一个基于对环境的识别，具备
13、自我决策和行为实施模拟。智能体是一个基于对环境的识别，具备自我决策和行为实施的目标对象的目标对象Luck,1997Luck,1997，每个智能体既有一定的自由度胜任独立每个智能体既有一定的自由度胜任独立的功能，又具有相互间的高度协调及反馈接口的功能，又具有相互间的高度协调及反馈接口，智能体可大可小，智能体可大可小，能建立相互间的层次结构。这一描述与地图综合所具备的多层次目能建立相互间的层次结构。这一描述与地图综合所具备的多层次目标集成、多重结构关系分析、多任务操作实施相吻合，借用智能体标集成、多重结构关系分析、多任务操作实施相吻合，借用智能体概念表达地图综合是比较合适的，但解决问题的关键不在于
14、这种描概念表达地图综合是比较合适的，但解决问题的关键不在于这种描述机制，而在于综合本身诸如操作行为的分解、过程控制、接口关述机制，而在于综合本身诸如操作行为的分解、过程控制、接口关联等基本问题的研究。国际上有关地图综合研究的几个权威组织正联等基本问题的研究。国际上有关地图综合研究的几个权威组织正联合对地图综合智能体课题进行研究，包括以联合对地图综合智能体课题进行研究，包括以Planznet,RuasPlanznet,Ruas为代为代表的法国地图院，以表的法国地图院，以WeibelWeibel代表的苏黎士工业大学地理系，以代表的苏黎士工业大学地理系，以MacknessMackness为代表的苏格
15、兰爱丁堡大学地理系，以及英国著名的图形为代表的苏格兰爱丁堡大学地理系，以及英国著名的图形图像公司图像公司Laser Scan,Laser Scan,有关成果可浏览网站有关成果可浏览网站(http:)(http:)总结总结 地图综合概念的形式化定义是一个富有挑战性的问题，不同领域地图综合概念的形式化定义是一个富有挑战性的问题，不同领域的学者依据其研究背景借用现有不同的理论试图对其解答，但遗憾的的学者依据其研究背景借用现有不同的理论试图对其解答，但遗憾的是综合不是通用原理的简单具体运用，其固有的空间性特征使得这些是综合不是通用原理的简单具体运用，其固有的空间性特征使得这些通用的形式化定义在深入时遇
16、到了困难，有些只能借用其思想，通用的形式化定义在深入时遇到了困难，有些只能借用其思想，核心依然是对空间的认识问题，包括适于综合任务的空间核心依然是对空间的认识问题，包括适于综合任务的空间模型、空间关系、空间对象等问题的形式化描述。模型、空间关系、空间对象等问题的形式化描述。数据库理数据库理论中关系表格难以支持具有复杂结构和关系的空间数据建模，对象论中关系表格难以支持具有复杂结构和关系的空间数据建模，对象关系数据模型和面向对象模型正被人们普遍发展用于空间数据建模，关系数据模型和面向对象模型正被人们普遍发展用于空间数据建模，对象代数也从多个角度（对象代数也从多个角度（集合论、超图、范畴论集合论、超
17、图、范畴论/类别代数、函数论、类别代数、函数论、数理逻辑）得到广泛探讨，这些研究的发展可望对地图综合的形式化数理逻辑）得到广泛探讨，这些研究的发展可望对地图综合的形式化描述提供理论支持描述提供理论支持2 2 为什么要综合？为什么要综合？（数字环境下地图综合的目的变得多样化，针对某一目的（数字环境下地图综合的目的变得多样化，针对某一目的科开展专门研究）科开展专门研究）(1)(1)空间信息传输的需要空间信息传输的需要 网络环境下，为满足不同用户提出的在同一数据库下浏览不同表网络环境下，为满足不同用户提出的在同一数据库下浏览不同表达尺度的信息内容的要求，需建立达尺度的信息内容的要求，需建立 服务器服
18、务器终端地图综合机制，为终端地图综合机制，为用户提供用户提供“冲浪地图冲浪地图”的全新的的全新的“综合策略综合策略”。矢量空间数据的自适应渐近式传输（图象逐步式传输从模糊到清晰，矢量空间数据的自适应渐近式传输（图象逐步式传输从模糊到清晰，在网上已广泛使用，矢量电子地图如何实现这一形式？分辨率如何表达在网上已广泛使用，矢量电子地图如何实现这一形式？分辨率如何表达计算？）计算？）OnOnThe-Fly-Generalization The-Fly-Generalization 全局动态式综合全局动态式综合（2 2）空间数据集成的需要空间数据集成的需要 不同时期、不同主题、不不同时期、不同主题、不同
19、分辨率精度的空间数据在网上集同分辨率精度的空间数据在网上集成，需要对其综合处理，使集成数成，需要对其综合处理，使集成数据具有一致性和完备性。据具有一致性和完备性。Goodchild Goodchild 在在NCGIA NCGIA 一份关于一份关于“数字地球数字地球”核心技术的研究报告核心技术的研究报告中指出中指出DEDE技术的核心之一是跨比例技术的核心之一是跨比例尺多分辨率数据的集成尺多分辨率数据的集成(综合综合)，从，从观察全地球的观察全地球的10km10km分辨率到观察树分辨率到观察树木、汽车的木、汽车的1m1m分辨率，至少要跨越分辨率，至少要跨越10104 4 比例尺倍率的综合技术支持。
20、比例尺倍率的综合技术支持。On-demand MappingOn-demand MappingOn-demand MappingOn-demand MappingIntegrated ViewInternetTopoTransportElevationHydroSoils,Veg.WeatherRiversRoadsImagesSoils,Veg .CatalogViewFramework(Clearinghouse)（3 3）地图阅读的需要地图阅读的需要 连续式连续式zoom-in/zoom-outzoom-in/zoom-out 电子地图具有数据存贮与显示相分离的特点，从而电子地图具有数据
21、存贮与显示相分离的特点，从而使地图的制作过程与阅读过程融为一体，网上电子地使地图的制作过程与阅读过程融为一体，网上电子地图图“冲浪器冲浪器”、“浏览器浏览器”应提供阅读工具，供图读应提供阅读工具，供图读者根据其兴趣爱好设计者根据其兴趣爱好设计“自已的自已的”临时地图，产生临时地图，产生“在线式在线式”综合的需求。综合的需求。On-line-GeneralizationOn-line-GeneralizationOn-line-GeneralizationOn-line-Generalization Continue Zoom-in/Zoom-out Continue Zoom-in/Zoom-
22、out Continue Zoom-in/Zoom-out Continue Zoom-in/Zoom-out（4 4）空间数据挖掘、空间分析的需要空间数据挖掘、空间分析的需要 通过抽象概括得到低分辨率下对空间的新的认知模型，并通过抽象概括得到低分辨率下对空间的新的认知模型，并以图形形式表达空间的主体结构、分布模式、空间关系等内容以图形形式表达空间的主体结构、分布模式、空间关系等内容,正是空间数据挖掘的内容。正是空间数据挖掘的内容。挖掘数据前预处理，综合。挖掘数据前预处理，综合。Structured GeneralizationStructured GeneralizationStructur
23、ed GeneralizationStructured GeneralizationAn overview of spatial data mining methods（from Han Jiawei）.Spatial data warehouse and spatial OLAP.Generalization.Generalization&characterization of spatial objects.Spatial association analysis.Spatial classification and prediction.Spatial clustering and ou
24、tlier analysis二二 数字环境下的综合策略数字环境下的综合策略1。控制综合的因素。控制综合的因素分辨率分辨率（1）空间分辨率）空间分辨率 空间大小分辨率空间大小分辨率 数据库所能表达的目标面积、长度的最小单位，数据库所能表达的目标面积、长度的最小单位，小于该阀值的小于该阀值的目标在数据库中不予表示目标在数据库中不予表示 空间特征分辨率空间特征分辨率 数据库所能表达的目标细节特征的最小单位，小于该阀值不予表数据库所能表达的目标细节特征的最小单位，小于该阀值不予表示，如曲线上的弯曲特征示，如曲线上的弯曲特征 空间间距分辨率空间间距分辨率 在数据库中可表达的两目标之间的最小间距（基于可读
25、性考虑）在数据库中可表达的两目标之间的最小间距（基于可读性考虑）空间关系分辨率空间关系分辨率 目标间拓扑、距离、方向上可表达的最小可辨析关系目标间拓扑、距离、方向上可表达的最小可辨析关系 穿越在内在外在边界A空间关系分辨率空间关系分辨率（2）语义分辨率）语义分辨率集合语义分辨率（集合语义分辨率（IS_A）聚合语义分辨率聚合语义分辨率(Part_Of)次序语义分辨率次序语义分辨率土地利用耕地园地林地牧草地果园 桑园 菜园 橡胶园城市商业区街道校园公园内部道路绿化地教学楼电话亭高速公路主要道路次要道路大车路乡村路语义分辨率高语义分辨率高语义分辨率低语义分辨率低空空间间分分辨辨率率低低精度精度描述目
26、标的不确定性特征，表达空间数据质量上的可信赖程度，有定位描述目标的不确定性特征，表达空间数据质量上的可信赖程度，有定位精度、属性精度、时间精度之分。精度受同特征下的分辨率的影响，精度范精度、属性精度、时间精度之分。精度受同特征下的分辨率的影响，精度范围限定在分辨率数值取值外延范围内，如土地利用图上对地块划分到园地级围限定在分辨率数值取值外延范围内，如土地利用图上对地块划分到园地级别时，真实类型为别时，真实类型为果园、桑园、菜园、橡胶园果园、桑园、菜园、橡胶园的一种，时间表达到的一种，时间表达到1999年，年，可靠性范围为可靠性范围为1999年年1月到月到1999年年12月，细化到月，细化到19
27、99年年7月，可靠性范围为月，可靠性范围为1999年年7月月1日到日到7月月31日。不同特征下精度与分辨率没有必然联系语义上只表日。不同特征下精度与分辨率没有必然联系语义上只表达到高速公路级别（语义分辨率低），但可能具有较高的空间定位精度。达到高速公路级别（语义分辨率低），但可能具有较高的空间定位精度。分分辨辨率率和和精精度度代代替替比比例例尺尺之之后后并并成成为为决决定定地地图图综综合合中中目目标标选选取取、概概括括的的主主要要因因素素，但但不不是是决决定定性性因因素素。空空间间区区位位性性特特征征使使得得判判断断目目标标是是否否重重要要时时，不不仅仅要要考考察察其其大大小小，语语义义层层次
28、次等等分分辨辨率率条条件件，还还要要考考虑虑上上下下文文环环境境，戈戈壁壁荒荒漠漠中中的一个水池，其面积远小于空间大小分辨率，但仍要选取。的一个水池，其面积远小于空间大小分辨率，但仍要选取。值得一提的是，尽管在回答值得一提的是，尽管在回答“空间表达到何种程度空间表达到何种程度”问题上，比例尺问题上，比例尺不是源头指标，但由于历史的原因，某种比例尺地图表达内容的详尽程度在不是源头指标，但由于历史的原因，某种比例尺地图表达内容的详尽程度在人们脑海中留下了深刻的印象，又由于运用中，分辨率难于用简洁的语言表人们脑海中留下了深刻的印象，又由于运用中，分辨率难于用简洁的语言表达，比例尺是综合考虑了各种分辨
29、率、精度条件后的复合结论，在数字环境达，比例尺是综合考虑了各种分辨率、精度条件后的复合结论，在数字环境下，比例尺概念仍将继续延用下去，并且还有发展，出现了下，比例尺概念仍将继续延用下去，并且还有发展，出现了“多比例尺多比例尺”，“变比例尺变比例尺”概念概念。（3）时间分辨率）时间分辨率目目标标时时态态特特征征划划分分的的最最小小单单位位，将将连连续续变变化化过过程程离离散散化后的最小时间间隔。化后的最小时间间隔。总结总结不不同同分分辨辨率率之之间间具具有有内内在在的的相相关关性性，一一般般而而言言，高高的的语语义义分分辨辨率率需需要要高高的的空空间间分分辨辨率率相相对对应应，如如街街区区图图（
30、低低语语义义分分辨辨率率）上上表表示示的的多多边边形形面面积积大大（低低空空间间大大小小分分辨辨率率），当当深深入入到到街街区区的的下下一一级级建建筑筑物物分分布布（高高语语义义分分辨辨率率），图图上上多多边边形形的的面面积积变变小小（高高空空间间大大小小分分辨辨率率），当当改改变变语语义义分分辨辨率率时时空空间间分分辨辨率率也也将将发发生生相相应应的的变变化化。只只表表达达到到校校园园级级时时，内内部部道道路路、教教学学楼楼等等将将聚聚合合为为多多边边形形目目标标，空空间间分辨率也降低了。分辨率也降低了。2。实施综合过程。实施综合过程建立建立综合过程概念模式综合过程概念模式 对综合目的、原图
31、数据、综合条件、环境进行分析对综合目的、原图数据、综合条件、环境进行分析 对整个综合过程解决策略的模型化描述，涉及到综合的环境、对整个综合过程解决策略的模型化描述，涉及到综合的环境、条件、规则、方法、质量评价等，是对综合问题高层次的概念级条件、规则、方法、质量评价等，是对综合问题高层次的概念级上的研究。上的研究。模型综合与图形综合模型综合与图形综合 在数据库世界从新的视点导出在数据库世界从新的视点导出低分辨率下的地图数据库，低分辨率下的地图数据库，DLMDLM1 1DLMDLM2 2，即为模型综合。通过，即为模型综合。通过模型的抽象与化简，模型的抽象与化简，DLMDLM2 2对实体世对实体世界
32、的描述更加概括更加抽象，舍掉界的描述更加概括更加抽象，舍掉次要的地物目标，选取的重要目标次要的地物目标，选取的重要目标对其主要空间、属性、时态特征也对其主要空间、属性、时态特征也以简洁的方式予以表达，以简洁的方式予以表达，此阶段的此阶段的表达不考虑图形可视化，不考虑采表达不考虑图形可视化，不考虑采用什么符号，不涉及地图的艺术性、用什么符号，不涉及地图的艺术性、美术特征美术特征 从可视化角度，将数字景观模型用图形从可视化角度，将数字景观模型用图形模型表达出来模型表达出来DLM DCMDLM DCM，即为图形综合。，即为图形综合。由于目标的图形可视化并不是简单由于目标的图形可视化并不是简单11 1
33、1 过过程（用对应符号装饰一目标），其间会产生程（用对应符号装饰一目标），其间会产生视觉空间冲突、符号太小不易于视觉分辨等视觉空间冲突、符号太小不易于视觉分辨等问题，为此产生图形综合的需要。图形综合问题，为此产生图形综合的需要。图形综合可看作是模型综合的后继阶段，它充分展示可看作是模型综合的后继阶段，它充分展示地图的艺术美学特征，顾及地图用户视觉心地图的艺术美学特征，顾及地图用户视觉心理理GestaltGestalt原则，对运用原则，对运用BertinBertin符号参量可符号参量可视化时产生的问题通过综合得到克服，增强视化时产生的问题通过综合得到克服，增强地图的可读性地图的可读性。进行进行结
34、构化分析结构化分析1拓拓扑扑特特征征：空空间间目目标标的的连连通通性性、邻邻近近性性、包包含含、叠叠置置相相交交、关关联联、邻邻接空间关系分析。接空间关系分析。2几几何何特特征征：目目标标的的形形状状、排排列列、大大小小、方方位位、曲曲率率、分分数数维维、长长度度、凸壳、骨架线、形心等特征分析。凸壳、骨架线、形心等特征分析。3语语义义特特征征：数数量量百百分分比比、有有序序量量的的排排序序、差差异异量量的的语语义义距距离离、比比率率量量的倍率关系。的倍率关系。4分分布布特特征征：分分布布中中心心、分分布布轴轴线线、分分布布密密度度、分分布布范范围围、离离散散度度、拟拟合合趋趋势势线线（面面）、
35、空空间间聚聚类类、统统计计规规律律上上的的均均值值、方方差差、峰峰值值等等特特征征分分析。析。5定位特征定位特征：绝对定位精度、相对定位精度分析。绝对定位精度、相对定位精度分析。6Gestalt特征特征：视觉平衡、视觉层次感、连续性、对称性、大小差异、视觉平衡、视觉层次感、连续性、对称性、大小差异、方位排列、紧凑性等对目标视觉识别、群体结构分析产生的影响方位排列、紧凑性等对目标视觉识别、群体结构分析产生的影响判定综合约束判定综合约束 必须克服的空间表达限制，称为综合约束。综合约束必须克服的空间表达限制，称为综合约束。综合约束进行定义为综合约束是进行定义为综合约束是“在解决综合问题中所必须遵循的
36、在解决综合问题中所必须遵循的有关规范有关规范”。在表达上，综合约束具有在表达上，综合约束具有“保持保持”,“避免避免”的格式，的格式，综合约束有绝对的（保持面积大小、避免综合约束有绝对的（保持面积大小、避免2mm2以下的多边形出现）和近似的（形状尽量相似），有以下的多边形出现）和近似的（形状尽量相似），有针对单个目标的内在约束，和针对多个目标相互关系的外针对单个目标的内在约束，和针对多个目标相互关系的外在约束，违背约束的情形有数量差异程度之分。不同的综在约束，违背约束的情形有数量差异程度之分。不同的综合约束可能产生矛盾，如目标之间可辨析距离的保持与定合约束可能产生矛盾，如目标之间可辨析距离的保
37、持与定位精度的保持就存在矛盾。位精度的保持就存在矛盾。综合规则是一个相对固化的概念，它通常与特定条件综合规则是一个相对固化的概念，它通常与特定条件下的某种操作相联系，表现为下的某种操作相联系，表现为IFTHEN 解决综合问题的操作可能有多个，用一个与操作无联解决综合问题的操作可能有多个，用一个与操作无联系的概念来描述系的概念来描述（约束）（约束）判定综合约束判定综合约束Beard（1991a）对综合约束划分为四类：图形的、结构的、）对综合约束划分为四类：图形的、结构的、应用的和过程的，应用的和过程的，Ruas&Mackness（1997）则划分为：）则划分为：视觉辨析的、形状的、空间的、语义的
38、，视觉辨析的、形状的、空间的、语义的，Peter&Weibel（1999）划分为：图形的、拓扑的、结构的、）划分为：图形的、拓扑的、结构的、Gestalt的。的。实施综合操作实施综合操作算子算子1算子算子2算子算子n算法算法1算法算法2算法算法n参量参量1参量参量2参量参量n违违背背综综合合约约束束?yes 在算子确定的条件下，算法的选择是第二层次的决策。同一算子下的不同算法对解在算子确定的条件下，算法的选择是第二层次的决策。同一算子下的不同算法对解决综合约束问题有不同侧重点，决综合约束问题有不同侧重点，在保持综合前后空间结构化特征的能力上有差别。如曲在保持综合前后空间结构化特征的能力上有差别
39、。如曲线化简算子具有多个算法线化简算子具有多个算法DouglasPeacker,1973,Berg,1998,Li,1997等等。在保持拓扑特。在保持拓扑特征、不相交性、弯曲特征、定位精度方面各有差异，征、不相交性、弯曲特征、定位精度方面各有差异，需要根据主要综合约束和最感兴趣需要根据主要综合约束和最感兴趣的特征保持条件选择合适的曲线算法化简。再如同样是多边形化简，建筑物要保持其直的特征保持条件选择合适的曲线算法化简。再如同样是多边形化简，建筑物要保持其直角正交化特征，角正交化特征，而土地利用地块是不规则的，要注重面积大小的保持而土地利用地块是不规则的，要注重面积大小的保持违背综合约束时，往往
40、可以通过多个违背综合约束时，往往可以通过多个操作算子来解决，操作算子来解决，如两目标间的间距小如两目标间的间距小于可辨析距离时，解决途径有：两目标于可辨析距离时，解决途径有：两目标合合并并，删除删除其中一个目标，对其中一个目标其中一个目标，对其中一个目标移位移位。另外违背约束通常不是单一的，表。另外违背约束通常不是单一的，表现为违背多个约束，这使得算子的选择更现为违背多个约束，这使得算子的选择更具有多重性。算子的选择及实施顺序是最具有多重性。算子的选择及实施顺序是最高层次的决策，综合前结构化分析的结果高层次的决策，综合前结构化分析的结果及主要综合约束的判断是决策的主要依据，及主要综合约束的判断
41、是决策的主要依据，同时要考虑地图的主题、目的和用途。道同时要考虑地图的主题、目的和用途。道路与河流产生冲突时，水文图与道路交通路与河流产生冲突时，水文图与道路交通图对冲突处理的策略显然不同。图对冲突处理的策略显然不同。Shea&McMaster,1989Shea&McMaster,1989化简化简 Simplification,Simplification,光滑光滑 Smoothing,Smoothing,聚合聚合 Aggregation,Aggregation,融合融合Amalgamation,Amalgamation,合并合并 Merging,Merging,收缩收缩 Collapse,C
42、ollapse,优化优化 Refinement,Refinement,典型化典型化Typification,Typification,夸大夸大 Exaggeration,Exaggeration,增强增强 Enhancement,Enhancement,移位移位 Displacement,Displacement,归类归类 Classification.Classification.Keates,1989Keates,1989选择性删除选择性删除 Selective Omission,Selective Omission,化简化简 SimplificationSimplification，合并
43、合并CombinationCombination，夸大夸大 ExaggerationExaggeration，移位移位 Displacement.Displacement.Mackness,1994Mackness,1994化简化简 SimplificationSimplification，光滑光滑 SmoothingSmoothing，选择性重组选择性重组 Selective CombineSelective Combine，选选择性删除择性删除 Selective OmissionSelective Omission，合并合并 MergingMerging，优化优化 RefinementR
44、efinement，增强增强EnhancementEnhancement，局部移位局部移位 Local DisplacementLocal Displacement，掩盖掩盖 MaskingMasking，面到线收面到线收缩缩 Area to Line CollapseArea to Line Collapse，缩短缩短 AbbreviationAbbreviation，相关图形归并相关图形归并 GraphicGraphicAssociation,Association,面到点收缩面到点收缩 Area to Point ConversionArea to Point Conversion，再选
45、择再选择 ReselectionReselection，类型重组类型重组 Dissolution through ClassificationDissolution through Classification，尺度变化尺度变化 Scale ChangeScale Change，融合融合 AmalgamationAmalgamation，符号化符号化 SymbolizationSymbolization，夸大夸大 Exaggeration.Exaggeration.Peng,1996Peng,1996主题选取主题选取 T Thematic Selectionhematic Selection，
46、要素选取要素选取 Feature SelectionFeature Selection，目标选取目标选取Object SelectionObject Selection，全局化全局化 UniversalizationUniversalization，均一化均一化 HomogenizationHomogenization，化化简简 SimplificationSimplification，重分类重分类 ReclassificationReclassification，合并合并 CombinationCombination，收收缩缩 CollapseCollapse，聚合聚合 Aggregatio
47、nAggregation，删除删除 Deletion.Deletion.Robinson,1978Robinson,1978化简化简 SimplificationSimplification，分类分类 ClassificationClassification，符号化符号化 Symbolization.Symbolization.综合算子示例综合算子示例街区块的合并及道路拓宽街区块的合并及道路拓宽道路设施布局及街区块的剖分道路设施布局及街区块的剖分选取道路在综合后小比例尺上拓宽选取道路在综合后小比例尺上拓宽邻近多边形合并邻近多边形合并街道中心线提取街道中心线提取群目标移位群目标移位多边形边界化简
48、多边形边界化简与与Douglas法的比较法的比较拓扑邻近化处理拓扑邻近化处理双线河变单线河双线河变单线河P0P1P2P3（土地利用）多边形删除剖分（土地利用）多边形删除剖分综合实施过程中的三种形式：综合实施过程中的三种形式：（1 1）自动化综合）自动化综合：又称批量式综合。机器系统自动识别空间结构、自动：又称批量式综合。机器系统自动识别空间结构、自动调用匹配的综合算子、调用匹配的综合算子、自动设定参量系数，完成综合过程。自动设定参量系数，完成综合过程。（2 2）交互式综合）交互式综合：人机协同作业下完成综合过程，对人：人机协同作业下完成综合过程，对人/机进行综合行机进行综合行为分工，由人完成高
49、层次的智能决策，分析空间结构判断综合算子选取，为分工，由人完成高层次的智能决策，分析空间结构判断综合算子选取，而让机器完成低层次的耗时劳动型综合行为，如执行化简、合并、移位而让机器完成低层次的耗时劳动型综合行为，如执行化简、合并、移位的具体操作。的具体操作。（3 3）在线式综合）在线式综合（on-the-flyon-the-fly）：不产生真正的数据综合结果，只是将）：不产生真正的数据综合结果，只是将综合后数据在屏幕上实时地可视化显示，用于电子地图放大镜式的无级综合后数据在屏幕上实时地可视化显示，用于电子地图放大镜式的无级变焦可视化，这种综合方式要求时间响应速度快，需要层次结构综合机变焦可视化
50、，这种综合方式要求时间响应速度快，需要层次结构综合机制的支持。综合形式在系统界面上表现为智能化变焦显示（制的支持。综合形式在系统界面上表现为智能化变焦显示（Intelligent Intelligent ZoomZoom）也有称其为不同表达之间的数据导航（）也有称其为不同表达之间的数据导航（NavigationNavigation）。）。质量评价质量评价地图综合使空间表达抽象化、概括化，同时也增加了空间数据的不确定性，地图综合使空间表达抽象化、概括化，同时也增加了空间数据的不确定性，产生了空间数据质量问题。产生了空间数据质量问题。地图综合是具有过程回溯的反复过程，根据不同的算子、算法、参量决策