空間幾何數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的理論與方法研究.pdf

1、作為一種空間決策支持系統(tǒng)，GIS的根本任務(wù)就是分析和處理空間數(shù)據(jù)，派生和提取空間信息，而數(shù)據(jù)質(zhì)量直接影響著分析結(jié)果的可靠度及應(yīng)用目標(biāo)的實現(xiàn)，從而影響著GIS產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。 因此，研究GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的理論與方法具有重要的現(xiàn)實意義。 本文主要研究了空間數(shù)據(jù)獲取與分析處理過程中，幾何誤差糾正和空間數(shù)據(jù)插值的相關(guān)理論與算法，論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點概括如下： 1、在函數(shù)模型誤差控制方面，論述了空間數(shù)據(jù)幾何誤差糾正的函

2、數(shù)模型擬合原理，并對各種常用的糾正模型進行了對比分析；在控制點先驗隨機模型誤差控制方面，研究了顧及先驗信息的函數(shù)模型擬合法；在異常誤差影響控制方面，提出了顧及系統(tǒng)參數(shù)先驗信息的抗差擬合法。 2、在函數(shù)模型與隨機模型綜合影響控制方面，探討了擬合推估在空間數(shù)據(jù)幾何誤差糾正中的應(yīng)用，彌補了函數(shù)模型擬合法難以糾正局部隨機信號的缺陷；討論了協(xié)方差函數(shù)的擬合方法，并定量研究了協(xié)方差函數(shù)誤差對擬合推估解的影響；為了抑制異常誤差對擬合推估解的影

3、響，提出了協(xié)方差函數(shù)的抗差擬合法及相應(yīng)的抗差擬合推估法。 3、在隨機模型誤差影響控制方面，提出應(yīng)用方差分量估計調(diào)整先驗的觀測方差協(xié)方差陣與隨機信號的方差協(xié)方差陣之間的不協(xié)調(diào)問題。研究了基于Helmert方差分量估計的擬合推估、基于極大似然方差分量估計的擬合推估及基于MINQUE方差分量估計的擬合推估理論；基于方差分量估計構(gòu)建了自適應(yīng)因子，平衡觀測噪聲與隨機信號的貢獻，從而構(gòu)建了自適應(yīng)擬合推估模型，并分析了自適應(yīng)因子對擬合推估解的

4、影響。 4、在論述附有限制條件的函數(shù)模型擬合基礎(chǔ)上，給出了含有隨機信號約束條件、含有傾向參數(shù)的約束條件及含有傾向參數(shù)與隨機信號組合約束條件的擬合推估模型，并導(dǎo)出了相應(yīng)的解式，如此可以保證在幾何誤差糾正的同時能夠滿足各種固有的幾何或物理條件。考慮到需滿足的條件多且復(fù)雜，計算量大，影響誤差糾正效果，于是又提出分步平差和二次誤差糾正的新思路。 5、提出應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行空間數(shù)據(jù)幾何誤差的糾正，避免了因先驗信息不足，函數(shù)模型、

5、隨機模型選擇不當(dāng)所帶來的影響。同時針對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練速度慢、容易陷入局部極小等問題，對算法進行了改進。 6、探討了最小曲率插值原理及算法。通過分析發(fā)現(xiàn)：最小曲率插值既不需要全面了解系統(tǒng)誤差和隨機誤差的特性，也不需要人為地選擇函數(shù)模型、隨機模型、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。由于它將研究區(qū)域格網(wǎng)化，再進行逐格網(wǎng)內(nèi)插，因此具有較好的局部擬合特性，比較適合于小區(qū)域范圍內(nèi)的誤差擬合。 7、為了控制空間數(shù)據(jù)生成過程中的內(nèi)插誤差影響，提出了具有