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GIS-T
的理论及其应用研究博士研究生 童小华 导师 杨东援
本文着重对GIS-T的数据质量、精度与不确定性和GIS-T的数据模型进行探讨。GIS-T的数据质量研究包括各种GIS-T数据采集方法的误差性质和分布，误差的传播和建模，误差的处理模型和方法，空间数据的不确定性模型和可视化，以及数据的质量控制技术和标准体系。GIS-T的数据模型包括适用于道路交通部门的线性参照数据模型，内容涉及线性参照系统的概念、模型、应用以及其中的关键技术—动态分段，以实现多重属性的表征。综合前面各章所述，本文的主要工作和结论如下：
1)
根据随机误差的统计规律，从不同的公理出发（平均值公理、中位值公理和P-分位值公理），导出服从不同形式的误差分布（正态分布、拉普拉斯分布和P-范分布），从而从理论上说明了遵守误差统计性质的分布不一定都是正态分布，而有可能是其他的一些分布。2
）对道路曲线数字化为GIS-T采集数据的误差性质和误差分布进行系统研究和分析。应用试验分析和各种分布拟合检验方法，说明了数字化误差不一定服从正态分布，而可能是服从p≈1.6的P-范分布。3)
在建立了数字化采集中的各种数据处理模型（包括直角条件，直线条件，平行条件，以及由直线、圆曲线和缓和曲线构成的道路曲线的平差模型）后，采用最小二乘条件平差的迭代计算及分级平差是用来解决复杂图形的几何纠正问题的有效方法。4)
地图数字化时存在众多的条件方程和多余观测，可以应用最小二乘平差的残差估算数字化坐标观测值的中误差，试验表明，所得到的中误差估值能够较好地反映数字化精度。同时，采用道路曲线的平差处理方法，可以恢复道路的几何线形和参数，为建立线性参照系统和动态分段模型奠定基础。5)
考虑到数字化误差服从P-范分布，采用P-范估计代替最小二乘平差进行数字化观测值的处理具有稳健性，能够较好地削弱粗差的影响。6)
通过深入研究GIS-T平面直线的不确定性模型，在Peral、Chrisman等人提出的
—带描述平面直线不确定性的基础上，将—带模型进一步完善和扩展为以线段法线方向的中误差
为带宽和以最大方向中误差
为带宽的模型，分别称为
模型和
模型。并对它们作了更深入的分析。
7)
将平面直线的模型和模型扩展到GIS-T中基本曲线要素圆曲线、缓和曲线和一般曲线，以及三维空间直线。从而建立了描述GIS-T中曲线和三维直线不确定性的解析模型。
8)
开发的GIS-T原型系统中可以按最小二乘平差或p-范估计等得到直线或曲线数字化观测的中误差和一些特征点的精度值，由此建立模型和模型的可视化模型，并与国内外同类研究结果进行了分析比较，说明了本模型是理论上更严密和通用的。
9) 系统研究了GIS-T中线性参照的数据模型。在已有研究的基础上，应用平差方法建立了线性参照系统的基准，并探讨了线性参照系统中定位的不确定性度量。
10) 按照面向对象的概念和方法，建立了线性参照系统的面向对象模型，从而为实际应用GIS-T的数据模型奠定基础。
11) 分析了实现线性参照系统中多重属性表征的关键技术—动态分段模型，在已有研究的基础上，提出面向道路曲线的改进的动态分段算法，建立了相应的数学处理模型。
12) 介绍了笔者开发的GIS-T原型系统，以实例形式讨论了不确定性模型的可视化子系统，并且讨论了系统在支持交通规划以及动态分段在交通事故空间定位分析中的实际应用。