一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法。包括：步驟1：通過遙感影像對比來提取變化信息，并按照特定格式存儲(chǔ)為增量信息文件；步驟2：讀入增量信息文件，計(jì)算增量目標(biāo)與已有土地利用地塊間的拓?fù)潢P(guān)系，過濾出與該增量目標(biāo)存在二維交的已有地塊，并計(jì)算出每個(gè)二維交的細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型；步驟3：根據(jù)基于二維交細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型的土地利用增量更新處理規(guī)則自動(dòng)化構(gòu)建出更新后的地塊目標(biāo)，并賦予相應(yīng)的特征屬性類型；步驟4：當(dāng)增量信息文件中的所有目標(biāo)都更新處理完成后，檢查處理過的所有地塊目標(biāo)本身的數(shù)據(jù)質(zhì)量及其與周邊目標(biāo)間的一致性，糾正相應(yīng)問題或沖突，生成新的土地利用數(shù)據(jù)，并更新數(shù)據(jù)庫。
【專利說明】一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于時(shí)空數(shù)據(jù)庫更新【技術(shù)領(lǐng)域】,涉及一種土地利用(地表覆，Land cover/use))矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于地表覆蓋(Land Cover)直接影響著地球表面的物質(zhì)和能量循環(huán)過程，且其變化綜合地反映著人類活動(dòng)和氣候變化對自然環(huán)境的影響，近年來得到國際科學(xué)界的普遍關(guān)注，目前的研究熱點(diǎn)集中在地表覆蓋制圖、變化信息提取與更新等方面。
[0003]①在將遙感影像和矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加比較來提取變化目標(biāo)信息方面，張劍清等在“基于遙感影像和矢量數(shù)據(jù)的水系變化檢測(武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版)，2007:32(8):663-666) ”介紹了一種基于遙感影像和矢量數(shù)據(jù)的水系變化信息檢測方法。③在將不同時(shí)刻的遙感影像進(jìn)行疊加比較提取變化目標(biāo)信息方面，張劍清等在“基于LBP/C紋理的遙感影像居民地變化檢測，(武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版)，2008:33(1):7-11)"中提出了一種基于LBP/C紋理的遙感影像居民地變化信息檢測方法；Alboody等在“Post-classification and spatial reasoning:new approach to change detection forupdating GIS database (2008,3rd International Conference on Information andCommunication Technologies:from theory to applications, 742-748)，，介紹了一種基于后分類和空間推理的GIS數(shù)據(jù)庫更新的變化信息提取方法等。這些方法都只涉及到土地利用(地表覆蓋)變化發(fā)現(xiàn)與提取，沒有考慮與數(shù)據(jù)庫更新處理的對接等問題。
[0004]②在時(shí)空數(shù)據(jù)更新方面，發(fā)明專利“一種變化信息采集與時(shí)空數(shù)據(jù)更新一體化的系統(tǒng)與方法” (ZL: 200910044327.8，周曉光，陳軍，劉萬增，曾聯(lián)斌，劉軍生，邢漢發(fā))公開了一種通過變化信息獲取與更新的一體化來提高時(shí)空數(shù)據(jù)更新與一致性維護(hù)的自動(dòng)化程度、空間數(shù)據(jù)更新反應(yīng)速度并減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān)的方法。文獻(xiàn)“Event-based incrementalupdating of spatio-temporal database, Journal of Central South University ofTechnology (English Edition)，2004，11(2), 192-198” 針對 GIS 數(shù)據(jù)庫中離散目標(biāo)增量更新的自動(dòng)化或半自動(dòng)化問題，提出了一種基于事件的增量更新方法；該方法是以地理事件、空間實(shí)體變化類型及時(shí)空數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)操作算子間關(guān)系為基礎(chǔ)，通過地理空間變化事件來確定單一實(shí)體變化類型，然后通過單一實(shí)體變化類型與動(dòng)態(tài)操作算子之間的關(guān)系來確定應(yīng)該采用的更新操作以實(shí)現(xiàn)時(shí)空數(shù)據(jù)庫更新的自動(dòng)化(或半自動(dòng)化)。在“基于拓?fù)渎?lián)動(dòng)的增量更新方法研究，測繪學(xué)報(bào)，2008,37(3):322-329.”中針對GIS數(shù)據(jù)庫中拓?fù)潢P(guān)聯(lián)目標(biāo)的更新與拓?fù)湟恢滦跃S護(hù)問題，提出了一種基于拓?fù)渎?lián)動(dòng)的增量更新方法。其是針對不同目標(biāo)類型，分析歸納出相應(yīng)的拓?fù)渎?lián)動(dòng)類型及其細(xì)分類型；對不同目標(biāo)發(fā)展根據(jù)其語義特點(diǎn)、拓?fù)湟恢滦约s束條件及變化前后目標(biāo)間的拓?fù)潢P(guān)系來推斷實(shí)體變化類型的規(guī)則，并以此為基礎(chǔ)分析或推斷出每種拓?fù)渎?lián)動(dòng)類型中原關(guān)聯(lián)目標(biāo)和新生目標(biāo)的變化情況，既而設(shè)計(jì)和執(zhí)行相應(yīng)的更新操作實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的局部聯(lián)動(dòng)更新及其拓?fù)湟恢滦跃S護(hù)；在“地籍?dāng)?shù)據(jù)庫增量更新(2007.10，北京:測繪出版社)”中比較系統(tǒng)地分析闡述了地籍?dāng)?shù)據(jù)庫增量更新中的地籍圖形變更類型的細(xì)分與識別、變化后目標(biāo)的自動(dòng)重構(gòu)、更新操作及拓?fù)湟恢滦跃S護(hù)等問題。張保鋼在“地形圖數(shù)據(jù)庫的增量更新(北京測繪，2007(1):1-4)中分析了地形圖數(shù)據(jù)庫增量式更新的版本數(shù)據(jù)求增量文件法與圖幅子增量文件求和產(chǎn)生增量文件法，提出了生產(chǎn)部門進(jìn)行地形圖數(shù)據(jù)庫增量更新的方案。劉勇和李成名在“城市基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫更新方法研究”(測繪科學(xué)，2006，31 (4) =103-105)中闡述了基于基態(tài)修正模型的空間數(shù)據(jù)庫組織和更新流程。徐敬海和李清泉(2008)等設(shè)計(jì)了一種基于增量計(jì)算的客戶導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)增量更新方法(HSBTM)(武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版)，33 (11)，1182-1185)等。
[0005]由于隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的迅速發(fā)展與應(yīng)用，土地利用(地表覆蓋)變化信息通過遙感影像與遙感影像(或地圖)間對比獲得已成為土地利用(地表覆蓋)變化信息獲取的主要途徑，上述增量更新方法中變化事件、拓?fù)渎?lián)動(dòng)類型及更新處理記錄等信息在遙感影像變化信息提取過程中無法獲得，因而上述方法不能直接用來實(shí)現(xiàn)土地利用(地表覆蓋)數(shù)據(jù)增量更新處理的自動(dòng)化或半自動(dòng)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)方法存在的不足，為解決當(dāng)前GIS【地理信息系統(tǒng)】中土地利用(地表覆蓋)矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化處理與質(zhì)量控制問題提供一種新的模式和方法:基于增量信息與已有目標(biāo)間細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系的自動(dòng)化更新處理方法。該方法的特征在于，在變化信息提取時(shí)按照特定格式存儲(chǔ)為增量信息文件(change-onlyinformation file)。更新處理時(shí),讀入增量信息文件,逐一計(jì)算增量目標(biāo)與已有土地利用(地表覆蓋)圖斑間的 細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系，根據(jù)增量目標(biāo)與已有土地利用(地表覆蓋)地塊間二維交的細(xì)分類型設(shè)計(jì)相應(yīng)的更新處理規(guī)則來實(shí)現(xiàn)增量更新處理的自動(dòng)化，并標(biāo)注處理目標(biāo)；通過僅檢查更新處理目標(biāo)本身的數(shù)據(jù)質(zhì)量及其與周邊目標(biāo)間的拓?fù)湟恢滦詻_突來提高數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與處理的算法效率。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法，包括以下步驟:
[0009]步驟1:通過對比同一地區(qū)不同時(shí)間的兩期遙感影像變化信息來獲得以像元表達(dá)的包含增量目標(biāo)的土地利用變化信息，再對土地利用變化信息進(jìn)行矢量化處理以獲得矢量格式變化信息，或者將已有地表覆蓋地圖與最新遙感影像疊加進(jìn)行分析以直接獲得矢量格式變化信息，以上操作均可通過已有軟件進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，然后對矢量格式變化信息進(jìn)行質(zhì)量檢查，剔除偽變化，最后存儲(chǔ)為包含變化類型或變化后土地利用類型和變化目標(biāo)的矢量格式增量信息文件，這里提到的土地利用類型，指水體，農(nóng)業(yè)，城市，森林等；變化類型指，農(nóng)業(yè)變?yōu)槌鞘校簧肿優(yōu)槌鞘械龋?br> [0010]步驟2:計(jì)算步驟I中所得到的矢量格式增量信息文件中各個(gè)增量目標(biāo)與現(xiàn)有土地利用圖斑間的拓?fù)潢P(guān)系，過濾出與各增量目標(biāo)存在交面即二維交的已有地塊，并計(jì)算出每個(gè)二維交的細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型；
[0011]步驟3:根據(jù)基于二維交細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型的土地利用增量更新處理規(guī)則構(gòu)建出更新后的地塊目標(biāo)，并賦予相應(yīng)的土地利用類型；
[0012]步驟4:當(dāng)增量信息文件中的所有增量目標(biāo)都更新處理完成后，檢查處理過的所有地塊目標(biāo)的封閉性、連通性及其與周邊目標(biāo)間的屬性一致性，然后進(jìn)行糾錯(cuò)并生成新的土地利用數(shù)據(jù)，并更新數(shù)據(jù)庫。
[0013]所述的一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法，步驟I中所述的矢量格式增量信息文件中，包括涉及差異目標(biāo)的空間范圍、變化信息獲取方法、影像數(shù)據(jù)傳感器類型、獲取時(shí)間、分辨率，矢量數(shù)據(jù)來源、時(shí)間描述及每個(gè)增量目標(biāo)的空間位置、土地利用類型或變化類型信息。
[0014]所述的一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法，步驟2中所述的計(jì)算出每個(gè)二維交的細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型的過程為:用兩個(gè)差的歐拉數(shù)即fE(A\IR)，fE(B\IR)來區(qū)分并表達(dá)該二維交的細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型，即通過計(jì)算兩個(gè)面目標(biāo)差該二維交的歐拉數(shù)來區(qū)分其細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型，并表達(dá)出該二維交對兩相關(guān)面目標(biāo)的剖分效果，其中fE表示集合操作結(jié)果的歐拉數(shù)用、IR表示二維交、A為已有地塊目標(biāo)、B為增量目標(biāo)。[0015]所述的一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法，步驟3中所述的根據(jù)基于面/面二維交細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型的土地利用增量更新處理規(guī)則構(gòu)建出更新后的地塊目標(biāo)的過程包括:在更新處理過程中對處理過的目標(biāo)及其處理類型進(jìn)行標(biāo)注，將更新前已有數(shù)據(jù)中的所有目標(biāo)都標(biāo)注為初始目標(biāo)即Original，增量文件中出現(xiàn)的與更新前目標(biāo)中存在二維交目標(biāo)的土地利用類型完全不同的目標(biāo)標(biāo)注為新增圖斑即Appearance，更新處理過程中通過改變Original目標(biāo)的空間位置而得到的目標(biāo)標(biāo)注為空間修改即GeometryAft，更新處理過程中通過改變Original目標(biāo)的屬性值，不改變空間形狀而得到的目標(biāo)標(biāo)注為屬性修改即AttributeAft,質(zhì)量檢查時(shí)僅檢查處理過目標(biāo)本身的數(shù)據(jù)質(zhì)量及其與周邊目標(biāo)間的拓?fù)湟恢滦詻_突，即僅檢查標(biāo)注為Appearance、GeometryAft、AttributeAft的圖斑的數(shù)據(jù)質(zhì)量，根據(jù)處理類型設(shè)計(jì)相應(yīng)檢查與處理方法；對更新處理過程中產(chǎn)生的碎屑地塊目標(biāo)，采用綜合屬性相似度及面積大小的并入處理方法，即對處理過程中產(chǎn)生的面積小于用戶預(yù)設(shè)大小的碎屑地塊，根據(jù)類型屬性計(jì)算其與周邊目標(biāo)間的屬性相似度，將該碎屑地塊并入到屬性最相似的周邊地塊中，當(dāng)碎屑地塊周邊沒有屬性相似多邊形時(shí)并入面積占優(yōu)的多邊形中。
[0016]所述的一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法，步驟4中所述的糾錯(cuò)方式包括:通過容差使未封閉多邊形封閉；分解通過點(diǎn)、線連通或不連通的多邊形；檢查處理目標(biāo)與周邊目標(biāo)的屬性差異性，合并與土地利用類型相同的邊相鄰目標(biāo)。
[0017]其中，步驟3中所提出的根據(jù)基于二維交細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型的土地利用增量更新處理規(guī)則包括如下內(nèi)容:
[0018]I)單個(gè)二維交更新處理規(guī)則
[0019](I)如果“A equal B”(如圖2(a)),則僅需對A進(jìn)行屬性修改；
[0020]Rulel:1f A equal B, then SemModify (A, A').[0021](2)如果“A contain B”或“A cover B”，即變化前目標(biāo)完全包含或覆蓋增量目標(biāo)(如圖2(b), (C)),需從變化前目標(biāo)A中挖走增量目標(biāo)B, A空間修改為A’ ,并新建目標(biāo)B。
[0022]Rule2:1f (fDi (A RB) = 2AND fE(A RB) = IAND fDi (A\B) = 2AND (fE (A\B) = 00RfE (A\B) = I) AND fDi (B\A) =_1) ,then A’ = cut (A, B).GeoModify (A, A' ) and create (B).[0023](3)如果“A cover B”,但 B 將 A 分割為 m 塊(m ≥ 2),即 fE(A\B) =m(m ≥ 2)(如?2(d), (e));則需要構(gòu)建m個(gè)小地塊{Reg” Reg2,...，RegJ，小地塊在空間上被A覆蓋，類型與A相同；刪除A，新建B。[0024]Rule3:1f (fDi (A RB) = 2AND fE (A RB) = IAND fDi (A\B) = 2AND fE(A\B)=m (m ^ 2) AND fDi (B\A) = -1), then ADiffB = cut (A, B).Delete (A), for i =Itom, create(ADiffB.Regi).Create (B).[0025](4)如果“B contain A”或“B cover A”，即增量目標(biāo)完全包含或覆蓋變化前目標(biāo)(如圖2(f)~(i))，則只需要?jiǎng)h除A，處理與B存在二維交的其他已有目標(biāo)。即:
[0026]Rule4:1f (fDi (Α Π B) = 2AND fE (A RB) = IAND fDi (A\B) = -1 AND fE (A\B) =-1)AND fDi (B\A) = 2，AND fE (B\A) ^ 0, then delete (A).[0027](5)如果A、B重疊于A 的一端，SP“B overlap A”，“fE(A\B) =1”(如圖2(」)，(k))，則只需要從A中分割出相交部分得到A'，將A幾何修改為A'，處理與B存在二維交的其他已有目標(biāo)。即:
[0028]Rule5:1f (fDi (A Π B) = 2AND fE (A Π B) = IAND fE (A\B) = IAND fE (B\A)≥ I, thenA1 = cut (A, IR)and Geomodify(A, A1 ).[0029](6)如果 A、B 重疊于 A 的中間部分，SP“B overlap A”，“fE(A\B) =m(m ≥ 2)”(如圖2⑴~(η))，則需要構(gòu)建m個(gè)小地塊{Reg” Reg2,...，RegJ，小地塊在空間上被A覆蓋，類型與A相同；然后處理與B存在二維交的其他已有目標(biāo)。即:
[0030]Rule6:1f (fDi (A η B) = 2AND fE(A RB) = IAND fE(A\B) = m)，then ADiffB =cut(A, IR).Delete(A)and for i = Ito m, create (Regi).[0031]2)多個(gè)二維交更新處理規(guī)則
[0032]增量目標(biāo)與已有目標(biāo)存在多個(gè)二維交的情況，從總體上來說可將能夠在包含多個(gè)二維交的面/面拓?fù)潢P(guān)系中出現(xiàn)的二維交細(xì)分類型(即圖4中的(h)~(k)和(η)五種情況)分為如下兩大類:1) “fE(A\IR) = 1”，如圖4(h)、(j)類二維交，實(shí)際情況如圖1 (i)所示，這類二維交不改變原目標(biāo)A更新后的地塊數(shù)量；2) “fE(A\IR) ==m(m≥2)”，如圖4(i)、(k)和(η)類二維交，這類二維交將A分割為m(m> 2)個(gè)小地塊。在更新處理時(shí)，對于第一種二維交，只需從A中分割出“IR”，并將A存為變?yōu)閗'，然后轉(zhuǎn)入下一個(gè)交的處理即可；對于第二類二維交，則需要將原目標(biāo)A分割為m個(gè)小地塊后，再處理下一個(gè)二維交。在實(shí)際更新處理中可能出現(xiàn)這兩類二維交分別出現(xiàn)和同時(shí)出現(xiàn)三種情況。這樣我們可以得到如下三條規(guī)則:
[0033](7)對于僅包含多個(gè)“fE(A\IR) = I”二維交的情況，即“fE(A H B)≥2AND fE(A\B)=1”，如圖l(i)所示。我們只需要逐個(gè)從A中刪除各個(gè)交IRi,得到A'，然后將A幾何修改為A,即可。
[0034]Rule7:1f fDi (Α Π B) ^ 2AND fE (A H B)≥ 2AND fE(A\B) = I, then A' =A, andfori = Ito t, A1 = cut (A1 , IR j).Geometrically modify (A, A1 ).[0035](8)對于僅包含d個(gè)“fE(A\IRi) == m(m≥2) ”二維交的情況，即“fE(A RB) =d(d^2)AND fE(A\B) =m(m ≥ 2)”，如圖 1(e)所示。更新處理時(shí)，設(shè) InterPgUR1, IR2,…，IRd}為“fE(A\IR) = e(e ≥ 2) ”的二維交集合，通過 d(d ≥ 2)個(gè)“fE(A\IR) = e (e ≥ 2)的二維交將A分割為m個(gè)小多邊形ADiffB (Plg1, Plg2,…，PlgJ，然后逐個(gè)新建m個(gè)小多邊形,最后刪除A。設(shè)PckCvrPlg (RegTemp, InterPg)表示從RegTemp中提取覆蓋InterPg的多邊形的函數(shù)，則:
[0036]Rule8:1f fDi (A H B) = 2AND fE (A Π B)d(d ≥ 2) AND for i = Ito dfE (AXIRi) ^ 2, then A ' = A, ADiffB = Φ, RegTemp = Φ, for i = Ito d, RegTemp =cut (A 1 , IRi), InterPg = InterPg-1Ri, A 1 = PckCvrPlg(RegTemp, InterPg), RegTemp=eliminate(RegTemp, A 1 ), ADiffB = ADiffB U RegTemp, RegTemp = Φ.For k = Itom, Create (ADiffB.Regk).Delete (A).[0037](9)對于“fE(A\IR) = I”和“fE(A\IR) == m(m≥2) ”這兩類二維交同時(shí)出現(xiàn)的情況，即“fE(A Π B) = t (t ^ 2) AND fE (A\B) = m (m ^ 2) ”, Num(fE(A\IR) ^ 2) = d, t ^ do更新時(shí)，我們首先從交面集合InterPg中提取出d(d≥I)個(gè)“fE(A\IR) = e (e ^ 2)的二維交形成集合InterPgLCUR1, IR2，…，IR d}，其他二維交(即“fE(A\IR) = I”)形成集合InterPgliIR1, IR2-1R t_d}。然后通過 d(d ≥ I)個(gè)“fE(A\IR) = e (e ^ 2)的二維交將 A分割為 m個(gè)小多邊形 RegTemp (Plg1, Plg2,…，PlgJ ;再從 RegTemp (Plg1, Plg2,…，PlgJ 中逐個(gè)分割出 InterPgl (IR1, IR2*** IR t_d} 二維交，形成變化后的 m 個(gè)小多邊形 ADiffB (Reg1, Reg2,...,RegmI ο最后刪除A,逐個(gè)新建m個(gè)小多邊形。
[0038]Rule9:1f fDi (A RB) = 2AND fE(A η B)≥ 2AND Num(fE(A\IR)≥ 2)≥ 2，d =Num (fE (A\IR) ^ 2), then A1 = A, ADiffB = Φ, RegTemp = Φ, for i = Ito d, RegTemp=cut (A1 , IRi), InterPgLC = InterPgLC-1Ri, A1 = PckCvrPlg (RegTemp, InterPgLC), RegTemp = eliminate (RegTemp, A1 ), ADiffB = ADiffB U RegTemp, RegTemp = Φ.For j =Ito t-d, ADiffB = Cut(ADiffB, InterPgl.1R j).For k = Ito m, Create (ADiffB.Regk).Delete(A).[0039]由于Rule9中，如果t = d，則為Rule8的情況。
[0040]本發(fā)明所具有的有益效果:土地利用(地表覆蓋)更新時(shí)只需計(jì)算出增量目標(biāo)與已有土地利用(地表覆蓋)地塊間二維交的細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型，然后調(diào)用基于細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系的更新處理規(guī)則即可實(shí)現(xiàn)增量更新處理的自動(dòng)化，數(shù)據(jù)庫管理員只需要檢查生成數(shù)據(jù)的正確性，基本不需要進(jìn)行圖形編輯及更新處理操作，因而大大減少了由于人工操作而引起的不一致與錯(cuò)誤的產(chǎn)生，在提高土地利用數(shù)據(jù)庫更新自動(dòng)化程度的同時(shí)更好地維護(hù)了空間數(shù)據(jù)的一致性；在更新處理的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方面，本發(fā)明在更新處理過程中對處理過的目標(biāo)及其處理類型進(jìn)行標(biāo)注，質(zhì)量檢查時(shí)僅檢查處理目標(biāo)本身的數(shù)據(jù)質(zhì)量及其與周邊目標(biāo)間的拓?fù)湟恢滦詻_突，根據(jù)處理類型設(shè)計(jì)相應(yīng)的自動(dòng)化檢查與處理算法，減少了質(zhì)量檢查的數(shù)據(jù)搜索范圍，提高了算法效率；對變化信息提取與更新處理過程中產(chǎn)生的碎屑地塊目標(biāo)，采用綜合屬性相似度及面積大小的并入處理方法，避免了碎屑多邊形處理的隨意性，提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量；在變化信息生產(chǎn)與主數(shù)據(jù)庫更新后對用戶數(shù)據(jù)庫更新時(shí)，只需通過網(wǎng)絡(luò)傳遞增量信息，用戶數(shù)據(jù)庫可采用同樣方法來更新其數(shù)據(jù)庫，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，5-10年的我國土地利用發(fā)生變化的面積比率在5%左右，因此增量信息文件的數(shù)據(jù)量和信息量都遠(yuǎn)低于快照數(shù)據(jù)，因而采用增量方式更新可大大減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)，并提高空間數(shù)據(jù)保密性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1為土地利用(地表覆蓋)數(shù)據(jù)庫增量更新總體方案圖；
[0042]圖2為土地利用(地表覆蓋)數(shù)據(jù)更新中兩面目標(biāo)間具有單個(gè)二維交的拓?fù)潢P(guān)系細(xì)分類型；
[0043]圖3為數(shù)據(jù)更新中兩面目標(biāo)間可重復(fù)出現(xiàn)二維交的細(xì)分類型；[0044]圖4為基于細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系的土地利用(地表覆蓋)數(shù)據(jù)庫增量更新框架圖；
[0045]圖5為實(shí)施例效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0047]參見圖1，圖中增量信息文件是通過兩期遙感影像間像元光譜變化直接比較或通過一期土地利用(地表覆蓋)地圖與遙感影像對比提取的變化信息按照特定格式存儲(chǔ)的變化信息文件，本文中增量信息表達(dá)模型如下:
【權(quán)利要求】
1.一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:通過對比同一地區(qū)不同時(shí)間的兩期遙感影像變化信息來獲得以像元表達(dá)的包含增量目標(biāo)的土地利用變化信息，再對土地利用變化信息進(jìn)行矢量化處理以獲得矢量格式變化信息，或者將已有地表覆蓋地圖與最新遙感影像疊加進(jìn)行分析以直接獲得矢量格式變化信息，然后對矢量格式變化信息進(jìn)行質(zhì)量檢查，剔除偽變化，最后存儲(chǔ)為包含變化類型或變化后土地利用類型和變化目標(biāo)的矢量格式增量信息文件； 步驟2:計(jì)算步驟1中所得到的矢量格式增量信息文件中各個(gè)增量目標(biāo)與現(xiàn)有土地利用圖斑間的拓?fù)潢P(guān)系，過 濾出與各增量目標(biāo)存在交面即二維交的已有地塊，并計(jì)算出每個(gè)二維交的細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型； 步驟3:根據(jù)基于二維交細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型的土地利用增量更新處理規(guī)則構(gòu)建出更新后的地塊目標(biāo)，并賦予相應(yīng)的土地利用類型； 步驟4:當(dāng)增量信息文件中的所有增量目標(biāo)都更新處理完成后，檢查處理過的所有地塊目標(biāo)的封閉性、連通性及其與周邊目標(biāo)間的屬性一致性，然后進(jìn)行糾錯(cuò)并生成新的土地利用數(shù)據(jù)，并更新數(shù)據(jù)庫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法，其特征在于，步驟I中所述的矢量格式增量信息文件中，包括涉及差異目標(biāo)的空間范圍、變化信息獲取方法、影像數(shù)據(jù)傳感器類型、獲取時(shí)間、分辨率，矢量數(shù)據(jù)來源、時(shí)間描述及每個(gè)增量目標(biāo)的空間位置、土地利用類型或變化類型信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法，其特征在于，步驟2中所述的計(jì)算出每個(gè)二維交的細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型的過程為:用兩個(gè)差的歐拉數(shù)即fE(A\IR)，fE(B\IR)來區(qū)分并表達(dá)該二維交的細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型，即通過計(jì)算兩個(gè)面目標(biāo)差該二維交的歐拉數(shù)來區(qū)分其細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型，并表達(dá)出該二維交對兩相關(guān)面目標(biāo)的剖分效果，其中fE表示集合操作結(jié)果的歐拉數(shù)用、IR表示二維交、A為已有地塊目標(biāo)、B為增量目標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法，其特征在于，步驟3中所述的根據(jù)基于面/面二維交細(xì)分拓?fù)潢P(guān)系類型的土地利用增量更新處理規(guī)則構(gòu)建出更新后的地塊目標(biāo)的過程包括:在更新處理過程中對處理過的目標(biāo)及其處理類型進(jìn)行標(biāo)注，將更新前已有數(shù)據(jù)中的所有目標(biāo)都標(biāo)注為初始目標(biāo)即Original，增量文件中出現(xiàn)的與更新前目標(biāo)中存在二維交目標(biāo)的土地利用類型完全不同的目標(biāo)標(biāo)注為新增圖斑即Appearance,更新處理過程中通過改變Original目標(biāo)的空間位置而得到的目標(biāo)標(biāo)注為空間修改即GeometryAft,更新處理過程中通過改變Original目標(biāo)的屬性值,不改變空間形狀而得到的目標(biāo)標(biāo)注為屬性修改即AttributeAft，質(zhì)量檢查時(shí)僅檢查處理過目標(biāo)本身的數(shù)據(jù)質(zhì)量及其與周邊目標(biāo)間的拓?fù)湟恢滦詻_突，即僅檢查標(biāo)注為Appearance、GeometryAft> AttributeAft的圖斑的數(shù)據(jù)質(zhì)量,根據(jù)處理類型設(shè)計(jì)相應(yīng)檢查與處理方法；對更新處理過程中產(chǎn)生的碎屑地塊目標(biāo)，采用綜合屬性相似度及面積大小的并入處理方法，即對處理過程中產(chǎn)生的面積小于用戶預(yù)設(shè)大小的碎屑地塊，根據(jù)類型屬性計(jì)算其與周邊目標(biāo)間的屬性相似度，將該碎屑地塊并入到屬性最相似的周邊地塊中，當(dāng)碎屑地塊周邊沒有屬性相似多邊形時(shí)并入面積占優(yōu)的多邊形中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土地利用矢量數(shù)據(jù)庫增量更新處理的自動(dòng)化方法，其特征在于，步驟4中所述的糾錯(cuò)方式包括:通過容差使未封閉多邊形封閉；分解通過點(diǎn)、線連通或不連通的多邊形；檢查處理目標(biāo)與周邊目標(biāo)的屬性差異性，合并與土地利用類型相同的邊相鄰目標(biāo)。
【文檔編號】G06F17/30GK103942331SQ201410182948
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】周曉光, 汪紅松, 李飛, 吳志強(qiáng), 李海鷗, 袁愈才 申請人:中南大學(xué)