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(shí)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(shí)意義。 本文主要研究了空間數(shù)據(jù)獲取與分析處理過(guò)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(diǎn)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(duì)各種常用的糾正模型進(jìn)行了對(duì)比分析；在控制點(diǎn)先驗(yàn)隨機(jī)模型誤差控制方面，研究了顧及先驗(yàn)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(yàn)信息的抗差擬合法。 2、在函數(shù)模型與隨機(jī)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(bǔ)了函數(shù)模型擬合法難以糾正局部隨機(jī)信號(hào)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(duì)擬合推估解的影響；為了抑制異常誤差對(duì)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(jī)模型誤差影響控制方面，提出應(yīng)用方差分量估計(jì)調(diào)整先驗(yàn)的觀測(cè)方差協(xié)方差陣與隨機(jī)信號(hào)的方差協(xié)方差陣之間的不協(xié)調(diào)問(wèn)題。研究了基于Helmert方差分量估計(jì)的擬合推估、基于極大似然方差分量估計(jì)的擬合推估及基于MINQUE方差分量估計(jì)的擬合推估理論；基于方差分量估計(jì)構(gòu)建了自適應(yīng)因子，平衡觀測(cè)噪聲與隨機(jī)信號(hào)的貢獻(xiàn)，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(duì)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(jī)信號(hào)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(jī)信號(hào)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(shí)能夠滿足各種固有的幾何或物理?xiàng)l件。考慮到需滿足的條件多且復(fù)雜，計(jì)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(jìn)行空間數(shù)據(jù)幾何誤差的糾正，避免了因先驗(yàn)信息不足，函數(shù)模型、

5、隨機(jī)模型選擇不當(dāng)所帶來(lái)的影響。同時(shí)針對(duì)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(wèn)題，對(duì)算法進(jìn)行了改進(jìn)。 6、探討了最小曲率插值原理及算法。通過(guò)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(jī)誤差的特性，也不需要人為地選擇函數(shù)模型、隨機(jī)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(jìn)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(guò)程中的內(nèi)插誤差影響，提出了具有