南方典型丘陵区域DEM高程插值方法研究

以湖南城市学院玉壶山为研究区域,利用曲面移动拟合法、线性内插法、自然邻点插值法和Kriging插值法等4种插值方法对采样点数据进行高程插值,生成规则格网DEM,并对内插结果进行了精度分析.在建立DEM的基础上,对4种插值方法生成相应的等值线、坡度和坡向值,通过与实际地形的比较,对不同算法插值结果进行了分析和评价.实验结果表明,在地貌类型以丘陵和山地为主的南方地区,曲面移动拟合法(SMF)有着更加良好的表现,能够更精确地模拟出真实的地形.本文研究可为南方典型丘陵区域DEM内插算法的选择提供参考和借鉴.     

复杂条带状沟谷地形点云抽稀与内插算法对数字高程模型构建的精度影响

针对点云数据构建数字高程模型(DEM)的精度受点云抽稀和内插算法等因素影响的问题,设计不同点云抽稀方法和不同内插算法对DEM构建精度影响的两组试验,寻求适用于复杂条带状泥石流沟谷地形构建DEM的组合方法 .利用空间抽稀、体素分割抽稀、随机抽稀3种方法以96%的抽稀率对原始点云数据进行抽稀,得到的抽稀结果再分别应用自然邻点插值法、反距离权重法(IDW)、克里金法、样条函数法4种内插算法进行内插,共构建出12种组合生成DEM的方法,对每种组合方法构建的DEM进行高程和坡度精度评价分析.结果表明,针对泥石流沟谷地形空间抽稀条件下利用IDW进行DEM内插的结果最为可靠,拟合优越度为0.999 540,平均误差为0.746 2 m,中误差为1.262 9 m.     

基于VC++的移动曲面拟合等高线生成算法

对现有空间插值算法进行了分析,探讨了基于移动曲面拟合等高线生成算法,优化了等高线线性内插和平滑输出的算法,编写了基于VC 的拟合等高线程序,通过模拟数据生成等高线实验,分析了算法的优缺点,探讨了生成等高线的精度.获取的精度表明该算法是可行和有效性的.     

三种DEM插值方法的适应性对比分析

使用移动曲面拟合法、多面函数法、克吕格法3种DEM插值方法,对比分析其在不同地貌类型状况下的适应性。结果表明:多面函数法的适应性较好,无论在复杂的地形条件下、大幅度的地表起伏变化下都能够保证相对较高的内插精度;移动曲面拟合法能较好地适应于平原和山地地区;克吕格法的插值结果十分稳定但整体插值精度不高。     

数字高程模型的建立与分析应用

为了用数字高程模型实现区域地形表面的数字化表达,通过对比分析的方法,研究了不规则格网(TIN)和规则格网生成的几种算法,对几种算法进行了比较,同时对数字高程模型的应用进行了分析,结果表明,逐点内插法十分灵活,内插效率较高,精度较高,计算方法简单又不需很大的计算机内存,因此逐点内插法是目前DEM生产中常用的内插方法;随着算法的不断改进和完善,DEM生成效率和精度的提高,其应用前景将十分广阔.     

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.     

一种基于航片DEM快速绘制等高线的方法研究

运用VirtuoZo、JX-4C等国产测绘软件,探讨了在全数字摄影测量系统中对航片进行自动匹配制作DEM数据、生成等高线的过程和方法,并同采用航片手工测制的等高线、外业数字化采集高程点内插生成的等高线分别进行了对比分析。结果表明：利用该方法自动绘制的等高线与手工测制的等高线和外业数字化采集高程点内插生成的等高线吻合较好,平均高程误差为0.14m,能够满足相应规范〈1/3等高距的要求,且成图速度快。从而证明该方法具有较高的精度和推广应用价值。     

一种曲面拟合内插数字海图水深插值算法的设计与实现

设计和实现了一种改进的曲面拟合内插水深插值算法。以实现海岸带数字高程模型(DEM)为背景，比较几种不同的水深插值算法的优点和不足，设计一种曲面拟合内插算法并建模实现，表明该算法具有插值结果较精确和鲁棒性较好等优点，应用在MGIS上进行海岸带DEM实验并取得了较好的实验结果。     

耦合布料模拟滤波与径向神经网络DEM自动生成研究

DEM插值指利用已知的采样点数据重构整个区域的三维结构.其中DEM插值方法的选取是当前DEM快速生成的研究热点之一.选取具有代表性的地貌数据进行实验.首先,利用布料模拟滤波将SfM与SGM技术生成的密集点云过滤出地面点;其次,利用简单克里金插值算法、自然邻域插值算法、不规则三角网、径向神经网络4种方法重构DEM;最后,将平均绝对误差及均方根误差作为本文的精度评价指标.试验表明,耦合布料模拟滤波算法和径向神经网络的方法相比于传统方法,其平均绝对误差及均方根误差分别提高了0.11 m和0.28 m,适用于低空摄影测量DEM快速生成.     

一种基于网格数据的等高线生成算法

等高线在地理空间信息表达中占据着重要的地位,与数字高程模型(DEM)都是用来表示地形信息的,从格网DEM中快速提取等高线数据并绘制出精确的等高线是十分有必要的。在格网生成等高线的传统算法基础上,提出一种针对数据量少、数据分布大致呈网格分布的网格等高线生成方法,在网格的横边和纵边上快速扫描跟踪各个等值线的点并绘制出地形图的等高线和水利大坝的温度等值线。试验结果显示算法具有较高的精度和实用性。     

多种DEM内插方法实验及精度分析研究

数字高程模型DEM是利用遥感信息经过数字摄测量处理得到的经典产品之一,它是地理信息数据库的核心数据系统.目前,世界发达国均建立了各自的数字高程模型,其广泛地应用于测绘、环境、资源和军事等多种领域,并且发挥着及其重要的作用.由于地形表面的复杂性和多变性,该文给出了多种DEM生成方法,通过实验分析各种内插方法在取不同权值时的内插精度,地面数据点的数量和分布对内插精度的影响,并且分析高斯贝尔曲线的最小二乘法对地表模拟精度的因素.最后综合分析了各种DEM生成方法相应的适用范围.     

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。     

基于等高线的数字高程模型带状区域建模法

为简化传统方法用等高线地形图建立数字高程模型(DEM)时需先提取离散点数据、构建大量不规则三角形网(TIN)的繁琐过程,提出简便的带状区域法.首先对等高线进行完整性处理并按多边形编号存储,利用既有的等高线及其单边邻接关系将整个地形图划分为相互独立的带状区域,形成DEM模型;通过搜索查询点所在的带状区域及对应的等高线高程值,采用距离加权平均法计算查询点的高程.该方法建立的DEM模型明显减少了网格数量和存储空间,高程插值计算精度不低于TIN法,建模效率提高,适合于建立基于等高线的大型DEM.     

基于Delaunay三角网与Voronoi图联合提取等高线骨架的地形重建算法研究

提出一种基于Delaunay三角网与Voronoi图联合提取等高线特征骨架的地形重建算法,该算法利用各Delaunay三角形与其对偶Voronoi多边形之间的关系,能一步高效的提取骨架,再通过分析骨架点与主要地貌特征的对应关系,对骨架点进行插值,最后由提取的骨架及原有等高线共同建立新的TIN,完成整个数字高程模型(DEM)的生成。实验结果表明,该算法对修正TIN 中不真实的平坦区域有良好的效果,使得生成的TIN 能更准确地描述地形特征。     

基于不同权值的多种DEM内插方法比较和精度评定

数字高程模型DEM是利用遥感信息经过数字摄测量处理得到的经典产品之一,它是地理信息数据库的核心数据系统。目前,世界发达国均建立了各自的数字高程模型,其广泛地应用于测绘、环境、资源和军事等多种领域,并且发挥着及其重要的作用。由于地形表面的复杂性和多变性,本文给出了多种DEM生成方法,通过实验分析各种内插方法在取不同权值时的内插精度,地面数据点的数量和分布对内插精度的影响,并且分析高斯贝尔曲线的最小二乘法对地表模拟精度的因素。最后综合分析了各种DEM生成方法相应的适用范围。     

几种基本插值法在矿山三维地质体建模中的对比研究与应用

数字矿山是21世纪新技术条件下信息化与智能化的产物,建立矿山三维地质体建模是实现数字矿山的基础与核心.为了实现复杂矿山三维地质建模的经济性、真实性和有效性,如何对离散的DEM空间数据进行前期处理,是建立逼真的矿山三维地质模型难点与前提.针对不同矿山与地貌环境条件下,采用几种基本空间插值法对离散的DEM空间数据进行插值,然后对其插值后的数据进行质量评定与交叉验证,确定最优化的空间插值方法.分析结果表明不同的空间插值方法适应不同的地矿环境领域,对离散的DEM空间数据进行最优化的空间插值,是实现逼真的矿山三维地质体建模这一目最有效最核心的方法.     

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。     

正弦内插算法的FPGA实现

在设计实现数字存储示波器的过程当中,数字内插技术已经成为必须要掌握的重要技术之一.根据示波器的性能指标有效存储带宽,设计了一种基于正弦内插算法的数字内插方法.该数字内插方法中所有模块均利用Verilog语言在Altera的FPGA芯片EP3C25E144C8上得到了实现和验证.该正弦内插算法中增采样的实现不同于传统方法中的补零法,而是采用数据保持的方法.介绍了正弦内插算法的详细推导、插值核的优化方法以及FPGA的具体实现,最后给出了整个设计分别在Matlab和ModelSim-Altera 6.6d下的仿真结果.     

公路气候区划的DEM综合插值法

温度插值方法的精度对于公路气候区划有重要的影响,以新疆天山地区为例,利用天山及其周边地区共52个气象站点在1971~2000年间的气温数据,采用数理统计方法中的多元线性回归法分析了天山地区累年年平均气温与经度、纬度和海拔的相关关系,在基于DEM(数字高程模型)一般插值方法的基础上,引入残差提出了基于DEM的综合插值法,与反距离权重法、普通Kriging法以及基于DEM的一般插值方法进行了插值效果对比和精度比较,在此基础上对4种插值方法得到的温度分布进行了分区,并对分区结果进行了分析。研究结果表明:插值精度越高,插值得到的气温分布与实际气温分布越接近,温度区划结果就越精确;基于DEM的2种插值方法较反距离权重法、普通Kriging法精度提高了1倍,更适用于地形复杂地区的公路气候区划需求;基于DEM的综合插值法相较于基于DEM的一般插值法在计算精度上提高了10%以上,在公路气侯区划数据有限时具有一定的优越性。