多年来,国家地图机构(NMAs)在制作不同比例尺地图过程中广泛采用地图综合技术。上世纪60年代,数字化技术的引入推动了地图综合技术的快速发展。近20年来,随着互联网在地图制图技术中的广泛应用,地图综合不再局限于制作多比例尺的地图,还广泛应用于空间大数据精细化处理、数据到信息的凝练转换、数据量的压缩以适应网络的高效传输,同时还包括多尺度空间数据库的构建。地图综合技术通常包括三种技术策略,分别是表达导向、过程导向及派生导向。表达导向策略是预先生成多个版本不同比例尺地图,根据用户需求按需提供适宜的比例尺地图。过程导向的策略是基于单一数据库按照用户的需求实时处理生成需要的比例尺版本。派生导向的策略是前两者的组合,预先准备好不同层次详细程度(LOD)的数据,然后根据用户需求实时生成适宜尺度的数据表达。面向过程的策略在地图自动生成过程中发挥重要作用,本研究将针对这一问题,探索面向过程的数据模型、算法和结果分析。本研究以城市空间中的建筑区和街道为数据对象开展地图综合研究,该类数据与与非城市空间的乡村数据相比,具有复杂性、易变性性和用户广泛性等主要特征。城市作为一种人造空间,其人文特征、建筑模式和其他社会化特征是城市地图表达中应重点关注的。为满足大量用户不同层次的需求,城市地图综合一方面需要提供特定比例尺结果数据,另一方面也必须足够高效、实时、在线快速完成的技术需求。道路和建筑物的综合,应顾及不同来源用户的需求,公众、城市管理者和其他领域的用户需要特定不同尺度的空间数据和一定详细程度的语义信息以满足自己的需要。同时,在完成尺度变换过程中,还需要考虑保持分布模式的不变,及重要的几何信息、语义信息特征不变。通常,建筑物、道路这两种要素在比例尺变换后会产生分布模式的改变,单一的地图综合策略对不同城市区域环境无法满足分布模式的保持,往往破坏建筑区、道路网结构导致错误的决策。同时,在地图综合过程只考虑几何特征而忽略语义或其他人文特征,其综合结果会产生诸如土地利用、道路类别、城市景观识别等语义错误。为了满足同时保持城市模式和建筑物、道路语义信息的主体特征不变,本研究将整个综合过程分成四个主要的阶段,即预处理、几何特征提取、模式分析、以及综合操作阶段。(1)在预处理阶段,去除数据的几何和拓扑误差,并对数据格式做规范化处理。要素的属性通过多种不同的在线资源进行补充,这些资源包括谷歌地图,OpenStreetMap,以及World Street.(2)在几何特征提取阶段,通过几何分析与计算,构建以弧段-节点的图结构存储。(3)在第三阶段,生成道路的Stroke模型和建筑物的MVD模型。这两个基本结构(Stroke和MVD)可支持地图综合中的多种分析,如密度分析、邻近分析、方位判断以及聚类分析等。(4)在最后阶段,使用五个约束来定义图形化简规则:图形(指定基于图形限制的大小)、拓扑(关注对象之间的关系)、结构(定义空间和语义的结构)、格式塔(确保美观和外观)和进程(定义进程中如何选择并链接算子)。分别针对建筑和道路的特征,研究建立相应的算子来完成尺度变换,包括选取、化简、合并等操作。在建筑物聚类和街道完整路线的模型分析下,以上形式化的地图综合较好地保保持了城市分布模式,结果表明通过Delaunay三角网分析和建筑物群识别,较好地保持了建筑物的主要分布模式。该方法通过聚合操作减少了建筑物对象的数量,但是保持了分布密度的相对差异。而对于道路的处理,该方法应用完整路线模型处理保证了道路网络的完备结构,在保持连通性的情况下,去除了小路、支路,保留了整个网络中的主要道路和高等级道路。由于时间的限制,本文的研究极限于于城市地图中道路和建筑的独立分析和综合,同时,对语义信息仅仅考虑了要素的名称和级别,后继工作需要做两个方面的扩展:(1)考虑建筑物与道路要素之间的关系,建立协同综合策略,一致性地处理两种要素之间的冲突。(2)通过更多语义信息特征的引入,提高地图综合的语义精度。