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研究团队在空间聚类格式塔认知定量评估方面取得新进展

2017-07-09 作者:刘启亮 阅读数:664

 空间聚类是人类重要的认知能力,格式塔理论(Gestalt laws of grouping) 是聚类认知重要的理论基础。自上世纪70年代初,麻省理工的Zahn首次基于格式塔原理构建聚类算法至今,模拟格式塔原理的空间聚类算法大量出现,而这些方法多大程度上模拟了人类的认知能力是一个非常值得关注的问题。为此,本文以制图综合中建筑物聚群为例,首次给出了定量的评估。选取我国华东某市1:5000,1:10000,1:50000三个比例尺的居民地地图设计了一套定量评估方法,首先依据以综合操作(主要是聚合和典型化)为纽带,建立大比例尺与小比例尺建筑物群组之间的对应关系,识别大比例尺地图上建筑物群组的标准数据;进而,评估了9种代表性方法的聚类结果(3种仅考虑邻近性的方法,6种考虑多种准则的方法),采用Adjust Rand Index来评价聚类质量;最后,采用非参数统计方法对聚类结果的统计意义进行评估。

      结果发现:(1)现有方法的平均精度介于0.3-0.5之间;(2)在仅考虑邻近性的方法中,基于自然原理的方法聚类质量显著高于其他方法;(3)在考虑多种准则的方法中,基于局部约束的方法聚类质量显著高于其他方法;(4)相比较仅考虑邻近性的方法,考虑多种准则的方法聚类质量几乎没有提高。研究结论对于未来空间聚类算法设计具有一定的指导意义。

引用文献:Deng, M., Tang, J B., Liu, Q L(通讯作者)., Wu, F. 2017. Recognizing building groups for generalization: a comparative study. Cartography and Geographic Information Science, DOI: 10.1080/15230406.2017.1302821, 2017

本研究受到国家自然科学金项目(41471385,41601410)资助

联系方式:qiliang.liu@csu.edu.cn