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地图通常表达着复杂的空间地理环境信息,人们通过地图可以便捷地认识自然和社会经济现象。早在60年代捷克制图学家Koldcny把信息的概念引入地图制图学时,地图传输信息的功能在制图学界产生了巨大影响,开创了现代地图学的一个新领域—地图信息传输理论(亦称地图信息论)。地图空间信息量度量是地图信息传输理论的一个最基础的问题,定量计算地图空间信息量一方面可以为地图设计、地图分析评价提供依据;另一方面亦为地图综合提供选取标准,控制地图综合的评价指标。鉴于此,本论文紧紧围绕地图空间信息量的度量这一基础研究问题,分别从地图元素层次和专题地图层次研究空间信息量度量的方法,并探讨地图空间信息量度量在地图信息传输和制图综合中的初步应用。具体地,主要研究内容包括:1.系统地分析了地图空间信息量度量的当前进展,包括地图空间信息的分类、度量方法及其应用等方面,详细分析了现有研究中存在的主要问题。进而,为了建立合理的地图空间信息量度量模型,本文归纳分析了不同领域的信息定义,指出了信息产生的本质即多样性或差异性特征,并结合地图制图的特点,系统地阐述了地图空间信息的定义、分类方法、度量准则以及基于特征的信息量度量的数学模型。2.系统地研究了点要素、线要素和面要素的空间信息量度量方法。针对点要素的空间信息量度量,研究提出了一种改进的弧比弦算法,并用来定量描述节点的重要性程度,进而建立了节点的空间信息量度量方法。针对线要素和面要素,提出了基于认知的线、面要素几何形态分解方法,给出了定量的描述指标。在此基础上,采用层次策略,分别提出了基于弯曲的线要素空间信息量度量方法和基于凸包的面要素空间信息量度量方法。最后,采用实际的地图要素数据对所提出的方法进行了实验验证和分析,结果表明了所提方法的正确性。3.系统地研究了点状专题图、线状专题图和面状专题图的空间信息量度量方法。采用“专题地图空间信息的认知→空间信息内容构成→空间信息内容描述→空间信息量的层次度量”的研究思路,重点研究提出了专题图空间信息的层次分类和描述方法,包括元素层次的结构形态信息、邻域层次的拓扑邻接信息和整体层次的空间分布信息,并分别建立了各层次空间信息量的计算模型。最后,采用实际地图数据对所提出的方法进行了合理性验证和对比实验分析,结果表明所提方法的合理性和优越性。4.研究了地图空间信息量的度量方法在地图数据渐进性传输和地图综合算法性能评价方面的初步应用。首先,以面要素为例,采取具有代表性的面要素渐进式传输变化累积模型,研究建立了面要素渐进性传输过程中空间信息量变化分析方法,建立了空间信息传递状况的定量评价指标。然后,以一些最具代表性的线要素化简算法为例,建立了基于层次空间信息量的线要素化简算法性能评价方法。最后,采用实际地图数据对所提出的方法进行了实验验证和对比分析,结果表明所提方法的合理性和优越性。最后,总结了本文的研究成果,并展望了该方向进一步研究的若干问题。