基于规则格网DEM的等值线自动绘制的探讨

DEM模型是GIS中常用的数字地形模型,等值线则是GIS三维空间数据的主要可视化表现之一,本文主要探讨的是规则格网DEM模型的等值线自动绘制的问题.     

基于网格序列法和端点量化的等值线生成算法

为了提高等值线生成率,高效直观地绘制衍射极图及其他相应等值线图,根据晶体结构数据的特点和对等值线绘制的要求,提出了一种基于网格序列法的等值线生成算法NSVD_GA(Grid Scan and Vertex Digital_Generation Algorithm of Contour Lines Drawing)。该算法基于网格序列采用对网格端点量化后进行数字比较的方法绘制等值线,既避免了网格无关法等值线追踪起始点选取困难、网格出口判断复杂的问题,又有效地减少等值线值与端点的判断次数。该算法思路清晰,简洁高效,非常适合晶体结构等科研数据的等值线图表达及其他类似情况的等值线生成。     

基于快速成型技术生成等高线的方法研究

提出利用快速成型技术构建等高线的算法.首先利用快速成型技术对点云进行分层,通过对等高线上下两层点云加权计算等高线特征点;然后将特征点转化为格网图像,并利用行列格网直线段对格网图像进行快速轮廓提取及边界跟踪;最后采用B样条曲线拟合生成等高线.试验表明,该方法生成的等高线,不仅具有良好的质量,而且减少了构建三角网的中间过程,提高了计算效率.     

基于数学形态学的机载LiDAR采煤区沉陷信息提取

由于采煤沉陷过程复杂和地表地形影响,机载LiDAR在采煤区沉陷监测中不可避免地存在噪声数据,高密度LiDAR点云中存在的噪声容易导致提取的沉陷等值线出现锯齿、毛边和多边形碎屑等问题。将数学形态学算法格网初始值的判定方式进行改进,传统数学形态学算法选择格网内最低点高程作为格网值,改进算法对格网内所有高程值进行平面拟合,将拟合值作为格网初始值。在采煤沉陷信息提取过程,增加对地面点云的改进数学形态学算法处理,降低噪声数据对地面DEM的影响,提高沉陷DEM精度和沉陷等值线完整度,试验对比分析确定算法最优参数(格网大小为3.5 m,结构元素尺寸为3 m)。最后,采用该方法对研究区数据进行处理,获取研究区沉陷DEM,并进行数据分析挖掘,获取地表下沉范围、下沉等值线、下沉面积等。结果表明：改进算法既保证原始的地形特征和精度,又可消除沉陷等值线中出现的噪声问题,为开采沉陷预计及采后环境评估提供支撑。     

基于Strahler积分的DEM精度评价模型

提出了一种新的基于规则格网DEM的Strahler积分算法,并在此基础上提出了DEM的Strahler积分精度评价模型.该模型利用Strahler积分值表达规则格网DEM的整体误差,同时在一定程度上体现了DEM误差的空间分布,避免了常用DEM中误差模型的不唯一性以及等高线套合难以定量化的缺点.     

等高线区域内插值算法研究

在DEM的建模中,已有的可视化方法都是从等高线数据开始,把它转换到另一种高程模型。本文主要针对规则格网和不规则三角形往的数据结构,提出一种用于地图编辑的等高线区域内插值算法。文章介绍了算法的原理、实现,充分利用了等高线的相关知识,计算速度快、操作简单,内插出的等高线质量较高,有广泛的实际应用范围。     

基于DEM的等高线生成算法研究

随着高精度DEM的生产水平日益提高与应用逐渐广泛,利用DEM自动、快速、准确的提取等高线已经成为测绘数字产品生产中广泛使用的一种重要方法.如何通过算法优化并改进等高线的生产工艺,便成了加强生产能力与提高产品质量的一个有效途径.通过对传统算法的学习与挖掘,深入分析了DEM生成等高线的机理与细节,并提出了在特殊地形有效保证等高线精度的方法,对等高线生产的自动化、准确化、便捷化起到了积极的作用.     

数字高程模型DEM及其显示

针对应用建模方法中建模数据的获取问题，在介绍数字高程模型(DEM)的数据采集方法和等高线模型、规则格网模型和不规则三角网模型三种表示模型的基础上，论述了基于等高线的建模方法。指出不规则三角网(TIN)与规则格网(RSG)的优缺点，并通过对相同等高线数据进行处理生成TIN和RSG图。结果证明，在两者不考虑数据结构的情况下，不论在误差方面还是在数据质量方面，TIN明显占有优势。     

基于数字化等高线的DEM提取及精度评估

本研究首先利用地理信息系统软件ArcGIS从地形图中提取数字高程模型,生成东风镇DEM;再用DEM内插法生成检查用等高线与原等高线套合,检查吻合度在可接受范围内;并将DEM生成的三维晕渲图与等高线叠加检查,实现DEM精度的评定。实验表明,利用数字化等高线生成DEM和评价精度的方法成本低、效率高、可行性强。     

关于DEM与等高线的三维一体化生成分析和研究

以三维虚拟环境中的DEM与等高线一体化生成的方法,分析了基于移动拟合和移动加权平均两种计算法快速生成DEM的实现过程,分析在三维可视化环境下,DEM与等高线一体化显示的原理和方法等。     

基于内侧轮廓模型的粒子滤波轮廓跟踪

为了提高复杂环境下轮廓跟踪的鲁棒性,提出了一种基于内侧轮廓模型的粒子滤波轮廓跟踪算法.① 在轮廓采样点的法线上利用Canny算子得到轮廓法线方向的梯度信息;② 用该法线的内侧部分构建局部颜色信息,并使之与梯度信息结合,形成一个新的一维法线观测似然;③ 用所有内侧法线构建一幅全局内侧颜色直方图;④ 将梯度信息、局部颜色信息和全局颜色信息3种特征进行有效融合,形成一个新的多特征融合观测模型.实验结果表明,在复杂环境下,该算法能够较好地实现对复杂的非封闭轮廓的鲁棒跟踪.     

激光扫描数据的等值线分层提取和多细节表达

从地面三维激光扫描技术得到的点云,数据多,精度高,特征复杂,不能直接采用传统方法提取等值线.对此,首先提出点云的分层模型,并分析点云在Z坐标轴方向数据量分布以及分层点的空间分布情况,提出在高精度、高细节的采样下,将分层点云作为等值线的采样数据.然后,用迭代的凸包算法对无先验连接信息的分层点数据连接.结果表明,得到的等值线符合一般等值线的特点,不会产生边缘交叉等问题.最后,按照凸包算法的迭代次数,对等值线分类,可以表达不同细节程度的等值线,层次越高,等值线所表达的物体表面信息越多.最终通过实例说明方法的适用性.     

一种计算冲压零件轮廓相似度的快速算法

为了适应网络应用对轮廓相似度计算在速度和数据传输量方面的要求,文中提出了一种非离散的快速算法,该算法采用直线和圆弧来表达轮廓曲线．在对图形进行范化处理后,将待匹配轮廓按照一定步距进行旋转．然后依次以待匹配轮廓或目标轮廓作为模板,计算模板的所有顶点与其在另一个轮廓中对应点的距离平方的平均值．在所有角度中,平均值之和的最小值即为两个轮廓的匹配度．该算法同时适用于凸多边形和凹多边形,并具有较好的区分度和匹配准确性．和以往的离散方式相比,该算法减少了需要传递的数据量．提高了运算速度．     

分布于空间曲面上的三维等值线的生成

本文提出了一种分布在空间曲面上的三维等值线的生成算法。该法首先用双参数曲面插值法来拟合所需曲面，曲面以双参数网格线表示，网格线的交点形成网格点阵；其次，按某个视线方向从该点阵中删除被背景曲面自身遮挡了的点；然后，从背景曲面的边界到内部逐个地搜索定义于背景曲面上某物理量的等值点，并按一定的规则将其连成等值线；最后，再按前述视线方向将等值线连同曲面网格一起投影到显示平面上。     

一种保持拓扑结构的隐式活动轮廓图像分割方法

提出一种保持拓扑结构的图像分割方法, 通过应用一个限制拓扑结构的边缘检测函数替代经典的边缘检测函数, 抑制了活动轮廓的拓扑结构变化. 活动轮廓模型采用基于水平集方法的隐式结构, 数值离散采用加性算子分裂(AOS)格式. 结果表明, 所提出的方法能有效地保持轮廓的拓扑结构, 并且具有较高的计算效率.     

基于空间分析方法对TIN模型建立后平区域的修正

基于等高线和其他地形特征要素构建的TIN模型，再内插生成DEM往往存在大量不合理平三角形造成的平坦区域，针对这些不合理的平坦区域提出了利用空间分析的方法，对其进行修正，使得DEM逼近地形特征，首先提出了利用似圆度以及其他参数对不同类型的平三角形进行归类，进而将不合理的平区域提取出来，然后针对不同类型的平区域使用不同的处理方法，对山顶造成的平区域采用了增加内插点的方法，对等高线曲率比较大的地方以及鞍部形成的平区域，采用平区域的缓冲区选择方法提取影响平坦区域内插值的高程点，采用局部内插方法获取其平坦区高程值，通过叠加运算的方法来修正不合理平坦区，最后通过实验验证了此方法的有效性。     

一种改进的等高线并行细化算法

讨论了经过分色提取之后等高线的细化问题,以减少数据的处理量,为矢量化过程做前期处理准备.针对军事地图等高线,提出了一种改进的快速并行细化算法.采用两步法细化算法对等高线进行细化处理.在已有的两个逻辑规则基础上,增加了若干限制条件,处理了模板的对称性问题.同时还给出了删除数组,提高了算法的运行速度.从运行结果看,没有发生骨架畸变现象,避免了过度腐蚀,具有较好的连通性,此方法的细化效果较为理想.     

基于等高线数据鱼骨状 DEM 的建立

介绍了几种基于等高线数据建立数字高程模型（ＤＥＭ）的常用方法，并对各自应用的优缺点进行了分析．根据铁路线路工程设计的实际需要，在具体分析数字等高线数值特征和几何特征的基础上，探讨了基于普通微机和地形图数字化建立鱼骨状ＤＥＭ的简单、实用方法