地圖空間信息量的度量方法研究.pdf

1、地圖通常表達(dá)著復(fù)雜的空間地理環(huán)境信息，人們通過地圖可以便捷地認(rèn)識(shí)自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象。早在60年代捷克制圖學(xué)家Kolácn(y)把信息的概念引入地圖制圖學(xué)時(shí)，地圖傳輸信息的功能在制圖學(xué)界產(chǎn)生了巨大影響，開創(chuàng)了現(xiàn)代地圖學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域-地圖信息傳輸理論（亦稱地圖信息論）。地圖空間信息量度量是地圖信息傳輸理論的一個(gè)最基礎(chǔ)的問題，定量計(jì)算地圖空間信息量一方面可以為地圖設(shè)計(jì)、地圖分析評(píng)價(jià)提供依據(jù);另一方面亦為地圖綜合提供選取標(biāo)準(zhǔn)，控制地圖綜合的評(píng)價(jià)

2、指標(biāo)。鑒于此，本論文緊緊圍繞地圖空間信息量的度量這一基礎(chǔ)研究問題，分別從地圖元素層次和專題地圖層次研究空間信息量度量的方法，并探討地圖空間信息量度量在地圖信息傳輸和制圖綜合中的初步應(yīng)用。具體地，主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1.系統(tǒng)地分析了地圖空間信息量度量的當(dāng)前進(jìn)展，包括地圖空間信息的分類、度量方法及其應(yīng)用等方面，詳細(xì)分析了現(xiàn)有研究中存在的主要問題。進(jìn)而，為了建立合理的地圖空間信息量度量模型，本文歸納分析了不同領(lǐng)域的信息定義，指出了信

3、息產(chǎn)生的本質(zhì)即多樣性或差異性特征，并結(jié)合地圖制圖的特點(diǎn)，系統(tǒng)地闡述了地圖空間信息的定義、分類方法、度量準(zhǔn)則以及基于特征的信息量度量的數(shù)學(xué)模型。
　　2.系統(tǒng)地研究了點(diǎn)要素、線要素和面要素的空間信息量度量方法。針對(duì)點(diǎn)要素的空間信息量度量，研究提出了一種改進(jìn)的弧比弦算法，并用來定量描述節(jié)點(diǎn)的重要性程度，進(jìn)而建立了節(jié)點(diǎn)的空間信息量度量方法。針對(duì)線要素和面要素，提出了基于認(rèn)知的線、面要素幾何形態(tài)分解方法，給出了定量的描述指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，

4、采用層次策略，分別提出了基于彎曲的線要素空間信息量度量方法和基于凸包的面要素空間信息量度量方法。最后，采用實(shí)際的地圖要素?cái)?shù)據(jù)對(duì)所提出的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析，結(jié)果表明了所提方法的正確性。
　　3.系統(tǒng)地研究了點(diǎn)狀專題圖、線狀專題圖和面狀專題圖的空間信息量度量方法。采用“專題地圖空間信息的認(rèn)知→空間信息內(nèi)容構(gòu)成→空間信息內(nèi)容描述→空間信息量的層次度量”的研究思路，重點(diǎn)研究提出了專題圖空間信息的層次分類和描述方法，包括元素層次的結(jié)構(gòu)

5、形態(tài)信息、鄰域?qū)哟蔚耐負(fù)溧徑有畔⒑驼w層次的空間分布信息，并分別建立了各層次空間信息量的計(jì)算模型。最后，采用實(shí)際地圖數(shù)據(jù)對(duì)所提出的方法進(jìn)行了合理性驗(yàn)證和對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)果表明所提方法的合理性和優(yōu)越性。
　　4.研究了地圖空間信息量的度量方法在地圖數(shù)據(jù)漸進(jìn)性傳輸和地圖綜合算法性能評(píng)價(jià)方面的初步應(yīng)用。首先，以面要素為例，采取具有代表性的面要素漸進(jìn)式傳輸變化累積模型，研究建立了面要素漸進(jìn)性傳輸過程中空間信息量變化分析方法，建立了空間信息