武芳教授空间数据多尺度自动综合研究的“三部曲”
武芳教授率领的青年科研队伍是一个人数不多但工作效率很高的科技创新群体，继前后出版《面向地图自动综合的空间信息智能处理》（2008 年5 月）、《地图自动综合质量评估模型》（2009 年11 月）两部学术著作之后，新著《居民地增量级联更新理论与方法》又即将面世了，可喜可贺！
我曾经为前面的两部著作写过序，在我为其中的《地图自动综合质量评估模型》作序时说过两部书可称得上是“姊妹篇”。前者，着重研究地图内容自动综合的模型、算法及基于自动综合链的自动综合过程控制模型，要解决的是地图内部各要素的自动综合及相互关系的自动处理；后者，着重研究地图自动综合的质量评估问题，目的是为自动综合结果的质量提供可信度评价模型。现在看来，如果即将出版的《居民地增量级联更新理论与方法》同前两部著作放在一起，那就可谓是武芳教授等在该领域研究成果的“三部曲”了。这不是偶合，更不是牵强附会，而是作者长期从事数字地图自动综合理论方法研究逻辑思维和科技创新的必然。第一部著作着重研究如何实现地图内部各要素的自动综合问题，而第二部著作着重研究如何评价自动综合结果的可信度质量问题，那么第三部著作则是着重研究自动综合生成的多尺度空间数据在更新时如何解决其一致性增量级联更新的问题。这不正是一种符合科学规律的逻辑思维结果吗!
三部曲
该书内容以多尺度空间数据的增量级联更新的基本理论方法、流程和关键技术研究为主线，具有以下的特色：
第一，多尺度空间数据的增量级联更新的理论创新。采用情景分析方式，结合实例，阐明了增量级联更新的概念、流程、关键技术及其依赖关系，构建并实现了居民地要素增量更新的原型系统，论证了理论的正确性和技术路线的合理性，体现了理论和实践的统一。
第二，空间数据变化信息表达和提取的理论与方法创新。以地图图形数据“差”理论为基础，讨论了居民地空间变化的分类方法，设计了变化信息的形式化表达模型，并开发了具体的富有针对性的系列居民地匹配算法。
第三，多尺度居民地图形数据关联索引结构的构建的创新。通过相邻尺度空间数据匹配建立同名对象间的对应关系，采用自然格网空间索引方法，构建多尺度居民地图形数据关联索引结构，完成“影响域”渐进扩展的增量综合，从而实现多尺度居民地图形数据的关联和更新在多比例尺之间的传递。
第四，居民地增量级联更新质量评估方法的创新。按照居民地与其他要素间的拓扑关系、方向关系进行冲突检测和处理，居民地形状、位置、面积、方向等为指标进行图形匹配质量的评估，基于邻域相似性对级联更新结果进行质量评估。
显然，第二、第三两个特色是第一个特色实现的基本保证，第四个特色是第一个特色实现结果质量可信度的评估。
在一部著作中，作者把小尺度空间数据增量级联更新这么复杂、难度很大的问题研究得如此系统、深入而实用，可敬可佩。
学术著作出版是丈量中国学术的一把尺子。在当今科技界存在急功近利、学风浮躁、学术不端的环境下，20 多年如一日地从事一个领域的科学研究，而且取得了系列创新的学术成果，值得提倡！
当然，空间数据多尺度自动综合与增量级联更新并非所有的问题都解决了，特别是“互联网+时空大数据”时代的到来，为该领域的研究带来了新的挑战和机遇，希望武芳教授的团队和学界业界的同行们继续努力，贡献出更多的佳作，引领学术发展。█
空间数据更新是地理信息服务的关键一环，其理论和技术发展受到国内外地理信息行业人员的广泛关注和研究。然而，空间数据自身的特点致使更新的自动化水平难以满足要求。首先，地理空间数据包含多种要素，如道路、水系、居民地等，各要素的表达方式和特性都不同。其次，同一片地理区域由多级比例尺数据来表达，更新时要考虑各级比例尺数据的一致性。最后，各要素变化的频率和方式不同，要素之间在变化过程中又会互相影响，再叠加多级比例尺数据，进而产生复杂的连锁反应，这些因素都迟滞了空间数据更新自动化水平的提高。面对日益增加的数据更新需求和更新过程中的种种困难，地图工作者提出了多种解决方案，地理空间数据更新方法也从全面更新过渡到增量更新和级联更新，进而产生结合增量更新和级联更新优点而形成的增量级联更新方法。由于更新过程本身的复杂性，为突出重点，《居民地增量级联更新理论与方法》以居民地要素为例，结合近年来课题组的研究成果，对地理空间数据增量级联更新的理论和技术进行论述。（武芳）
本文为王家耀院士为《居民地增量级联更新理论与方法》（武芳, 许俊奎, 李靖涵著. 责任编辑：杨帅英. 北京：科学出版社, 2017.2）一书所作“序”，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-051787-6
定价：98.00 元
地球信息科学基础丛书
《居民地增量级联更新理论与方法》以空间数据中变化快、数量多的居民地要素为例，对多尺度空间数据增量级联更新的基本理论、方法、流程和关键技术进行深入的研究，内容共分为10 章。第1 章为绪论，以情景分析的方式，阐述了多尺度居民地要素增量级联更新模式的基本概念、主要流程和关键技术；第2 章针对空间数据更新对“差”的需求，研究了图形数据差的概念和基本类型，提出了基于图形数据差的变化对象分类及形式化表达方法；第3 章从空间认知的角度对居民地匹配的特点进行分析，实现了同尺度居民地匹配和变化信息提取；第4 章实现了基于多角度相似性辨识的相邻尺度居民地匹配，并在相邻尺度匹配结果的基础上建立了同名对象间的关联关系；第5 章以相邻比例尺同名对象间的对应关系为基础，建立了支持增量级联更新的顾及纵向关联和横向索引的多尺度空间数据关联索引结构；第6 章提出增量更新环境下的变化信息动态自适应尺度变换策略，实现了影响域渐进扩展的增量综合；第7 章和第8 章分别实现了利用格网进行邻近分析的拓扑冲突检测模型和基于方向相似性度量的方向冲突检测模型，并提出多种实用的冲突处理方法；第9 章对增量级联更新流程中的关键环节如匹配、增量更新进行质量检核，保证了更新前后数据在空间关系方面的一致性和更新的质量；最后一章在前述各章关键技术环节实现的基础上，构建了级联更新的实现流程，结合具体数据及研发的居民地要素增量级联更新原型系统，对增量级联更新的完整过程和主要功能进行验证。
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