纸质地图的增强表达,是指通过结合增强现实技术,实现一种新型的地理信息表达机制,以拓展纸质地图的表达内容,并提升其交互功能。在智能手机等移动终端高度普及的时代背景下,移动增强现实与纸质地图相结合,是实现纸质地图多样化表达最佳途径之一。通过移动终端摄像头可以建立纸质地图与虚拟信息的链接,实现虚拟信息与纸质地图的无缝衔接,用户能够通过移动终端与纸质地图进行交互,获取感兴趣的地理信息服务。本文以通过移动增强现实技术实现纸质地图的增强表达为目的,针对移动增强现实关键技术——基于自然特征的跟踪注册算法进行了深入研究,主要进行了以下几个方面的研究工作:1.说明了纸质地图增强表达的含义,整理了纸质地图增强表达与基于自然特征的跟踪注册技术的国内外研究现状,并对存在的不足进行了总结和分析。2.通过对地图表达模式和对移动增强现实技术及其特点的分析,设计了纸质地图增强表达的技术流程。3.对跟踪注册中常用的基于自然特征的图像匹配算法进行了原理介绍和性能对比分析,选择速度较快的ORB算法作为本文研究的图像匹配算法基础。4.针对ORB算法匹配正确率低的问题,从去除外点的角度,提出了采用单应性矩阵估算来提纯匹配结果的方法;针对跟踪注册的精度需求,提出了单应性矩阵循环校正的方法,有效提升了单应性矩阵的精度。5.针对移动终端的硬件能力局限性,提出了结合单应性循环校正和L-K光流法实现图像特征跟踪,提高了跟踪注册效率。6.实现了纸质地图增强表达应用原型系统的开发。本文开发的原型系统以ORB算法为基础,结合了单应性矩阵循环校正和L-K光流法,能够实时的实现跟踪注册,实现对纸质地图的增强表达,提升用户的交互体验。