[发明专利]面向地理全要素的DGGS互操作质量评价方法

说明书

本发明公开了一种面向地理全要素的DGGS互操作质量评价方法，将格网互操作质量评价分类处理，对异构格网分析了由格网表达的地理全要素的共性特征，将其视为面要素，研究几何相似性度量指标，设计针对地理全要素的相似性向量。首先，将在不同格网体系中表达的地理要素进行叠加，利用叠加区面积比率对互操作质量进行粗评价；通过建立区域边界格网之间的形状描述子精细化评价形状相似性；最后建立相似性度量向量，评价地理全要素在DGGS互操作中的质量。对同构格网使用格网自身的几何特性和对偶关系进行度量。选择要素重叠区面积比率和形状相似度，组成互操作相似性度量向量，通过向量的线性运算，为格网互操作质量提供精度初判，有效提高了质量评价速度。

技术领域

本发明涉及全球离散格网互操作质量评价技术领域，特别涉及一种面向地理全要素的DGGS互操作质量评价方法。

背景技术

互操作是实现不同格网系统数据交换、融合的基础，是构建大数据共享平台的基础。OGC的“全球离散格网系统核心标准”(Discrete Global Grid System Core Standard)指出互操作及其质量评价是拓展全球格网应用的重要保障，但该标准也未给出具体的评价原则和实现方法。因此，如何进行质量评价已经成为不同格网互操作研究中亟需解决的关键问题之一。

目前，对地理要素质量评价研究主要针对矢量数据的相似性度量指标的设计与计算。

点要素质量评价。依赖于点间相似性，一般用点与点之间的距离表示，常见的距离度量方法主要包括欧氏距离、马氏距离、豪斯多夫距离、曼哈顿距离等。距离与阈值间的偏差即为相似度。

线要素质量评价。针对长度、方向和曲率。其中长度是组成线要素的中相邻点间距离之和；方向一般定义为线要素起始点连线与水平方向的夹角；曲率描述线要素的弯曲程度。将长度、方向和曲率的变化率作为相似度。此外部分研究者用线要素的傅立叶形状描述子为其形状向量，用向量间欧氏距离作为相似度；最长公共子序列计度量线要素的相似性。

面要素质量评价主要针对面积和形状，其中面积是面要素的基本特征，常用的面积计算指标包括MBR面积、凸包面积等。面要素由一条封闭的线要素及其内部区域组成，因此对面要素形状的相似性度量即对这条封闭线要素的相似性度量，除前述常用方法外，还包括利用面要素边界点到中心点的距离构建形状特征向量；抽取边界线的内弦长、外弦长及弧到弦的平均投影长度构造弦特征矩阵，建立形状相似性度量模型。

目前尚未有针对格网互操作中地理要素的质量评价研究。此外，现有评价方法相互独立，分别对点、线、面要素评价，缺乏一个针对地理全要素的整体综合评价。格网表达的地理要素具有共性特征，若直接采用矢量相似性度量进行互操作质量评价，需将格网数据矢量化，丢失了格网的栅格特征，增加了计算复杂度。同时，针对点、线、面要素分别建立质量评价指标，在格网互操作中存在重复定义与计算。

目前针对格网互操作中地理要素的质量评价研究较少，且一般思路是直接采用矢量相似性度量进行互操作质量评价，该过程需要将格网数据矢量化，丢失了格网的栅格特征，增加了计算复杂度。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种面向地理全要素的DGGS互操作质量评价方法。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种面向地理全要素的DGGS互操作质量评价方法，包括：根据互操作格网体系的不同，将格网的互操作分为异构格网互操作和同构格网互操作。其中异构格网互操作是指不同结构格网间的互操作，如GeoSOT格网和球面二十面体三角形格网(Icosahedraltriangular grid，Ico-TRI)；同构格网互操作是指具有相同初始结构格网间的互操作，如球面二十面体三角形格网和球面二十面体六边形格网(Icosahedral hexagonal grid，Ico-HEX)。同构格网因初始结构相同，因此同构格网之间存在简单的几何对应关系，如Ico-TRI和Ico-HEX间存在对偶关系。