基于无参考数据的众源地理信息质量评价方法研究—以OpenStreetMap路网数据为例

摘要

在众源地理信息中，用户以志愿者身份在一个开放的模式下进行地理信息数据采集和生产，打破了传统地理信息数据的获取方式，为地理信息数据提供了丰富的数据源。众源地理数据一般由非专业的志愿者提供，数据质量成为众源地理数据是否能得到广泛应用的重要因素，由于可进行质量评价参考的地理信息数据存在获取成本高、更新时间久等问题，使得众源地理数据的质量评价受到一定的限制。为此，本文针对在无参考数据场景下，以众源地理信息最具代表性的开放街道地图（OpenStreetMap，OSM）为研究对象，提出基于志愿者专业水平和基于数据编辑历史的质量评价方法。论文的具体研究内容如下： （1）提出了基于志愿者专业水平的质量评价方法。该方法采用指标加权模型评价OSM数据质量，首先从志愿者专业水平角度提出贡献度、重复修改度、活跃度和专注度四个指标，然后选取志愿者所贡献数据质量的中值作为该志愿者的贡献数据质量水平，最后通过线性回归的方式确定各指标的权重，获得数据质量评价模型。 （2）提出了基于OSM历史版本的质量评价方法。该方法认为OSM历史版本都会对最终版本数据质量产生影响。首先对发生正常修改和只有属性修改的历史版本进行删除，并选取版本数量大于3的数据，然后选用中间面积的方法分别计算各版本与最终版本的差异值，最后通过版本号加权的方式计算最终版本数据的质量评价值。 （3）提出了基于点位偏移的OSM数据质量评价方法。该方法从数据的节点和质心点的角度进行数据质量的评价，首先对发生正常修改和只有属性修改的历史版本进行删除，然后判断版本数据的节点个数，若所有版本数据的节点个数一致，将各对应节点的中心作为参考节点，节点所组成的数据作为参考值，最后计算最终版本与生成的参考值之间的相似度作为数据质量评价值；若节点个数不一致，则选用各版本数据质心点的中心作为参考点，将最终版本的质心点与参考点的距离作为数据质量评价值。

目录

声明

致谢

变量注释表

1绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究进展

1.3 存在的问题

1.4 研究内容与技术路线

1.5 论文章节安排

2 OSM数据质量概述与数据预处理

2.1 空间数据质量

2.2.1 传统空间数据质量

2.2.2 OSM数据质量

2.2 OSM历史数据采集与预处理

2.2.1 OSM历史数据介绍

2.2.2 OSM历史数据采集

2.3 OSM 路网数据位置精度评价

2.3.1 OSM路网数据位置精度度量方法

2.3.2 基于平均距离的位置精度评价方法

2.3.3 OSM路网数据位置精度评价实验

2.4 本章小结

3 基于志愿者专业水平的OSM数据质量评价模型

3.1基础知识与研究思路

3.1.1 线性回归

3.1.2 研究思路

3.2指标提取

3.2.1 志愿者贡献分析

3.2.2 志愿者活跃度分析

3.2.3 志愿者专注度分析

3.3 OSM数据质量评价模型构建与分析

3.3.1 数据预处理

3.3.2 模型构建

3.4 质量评价模型精度评定与分析

3.4.1 质量评价模型精度评定

3.4.2 质量评价模型分析

3.5 本章小结

4 基于数据编辑历史的OSM数据质量评价方法

4.1 基于历史数据的OSM数据质量评价方法

4.1.1 基于历史版本的数据质量评价

4.1.2 基于点位偏移的OSM数据质量评价

4.2 OSM数据预处理

4.2.1 OSM数据历史编辑与数据质量关系验证

4.2.2 道路修改记录识别

4.2.3 编辑次数异常值处理

4.3 OSM数据质量评价方法实验与方法验证

4.3.1 OSM数据质量评价方法实验与异常值分析

4.3.2 OSM数据质量评价方法分析

4.3.3 OSM数据质量评价方法精度评价

4.4 本章小结

5 OSM数据质量评价原型系统设计与实现

5.1 需求分析

5.2 系统设计

5.2.1 系统总体结构

5.2.2 相关类库介绍

5.3 系统主要功能设计与实现

5.3.1 数据管理功能

5.3.2 地图操作功能

5.3.3 基于参考数据的数据质量评价工具

5.3.4 基于无参考数据质量评价工具

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

作者简历

学位论文原创性声明

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