复杂地形下最小起伏度直线选址研究

地形的起伏度是反映地形起伏的宏观地形因子,是描述区域地形地貌变化的地形指标,在区域性研究中,应用DEM数据提取地形起伏度能够快速、直观地反映地形的起伏特征。利用地形起伏度来进行最小起伏度的直线路径选址具有重要的理论和实践意义。本文以四川丹巴地区的DEM数据和TM数据为实验数据,应用Hough变换和从DEM提取地形起伏度的基本算法,通过对比分析,确定该地区起伏度最小的地形剖面。通过对实验结果的对比分析证明,该方法是一种有效的方法。     

基于delaunay三角网的三维地形可视化仿真

针对在三维地形处理领域中存在的地形数据冗余,可视化处理效率不高,真实感效果不强的问题,提出一种基于delaunay三角网的三维地形生成技术及可视化仿真处理的方法。该方法将DEM数据转化为TIN数据,然后用改进的delaunay算法将TIN数据生成三角网来模拟地形。最后经过纹理映射,光照及渲染,生成具有真实感的三维地形。同时给出了运用VC＋＋和OpenGL实现的三维真实感地形可视化仿真软件。仿真试验表明：该方法能快速的处理地形高程数据,得到了直观的真实感较强的三维地形模型。     

一种基于规则网格的地形简化算法

为了进一步研究层次细节技术在实时绘制大规模地形场景中的有效应用,提高海量数据三维地形的重建速度,基于DEM数据及视觉相关地形简化的特点,提出了一种基于网格划分的实时简化算法.该方法首先将DEM栅格数据分成以视点为中心的数据块,利用视觉相关的误差简化算法实现了DEM数据的快速动态分层与地形平滑,其次利用三角剖分方法最终消除了裂缝,对实际数据的实验结果验证了本算法的有效性.该算法能有效地对地形数据进行多分辨率简化,简化后的地形不仅保留了地形表面特征,还能满足实时漫游的需求,可以高效地消除场景漫游过程中图像的跳跃.     

基于遥感影像的DEM地形信息增强表达研究——以梯田DEM构建为例

将遥感影像信息应用于梯田DEM构建是实现DEM地形信息增强表达的有效方式.通过RTK测量方法获取梯田实验样区实测点高程数据,构建了0.5 m分辨率Hc-DEM作为对“真实地表面”的模拟.根据1∶10000国家基本比例尺地形图精度标准,基于Hc-DEM提取等高距5 m等高线并插值生成5 m分辨率DEM,以该数据作为基础数据分别使用快速构建方法与基于田面边界的梯田DEM构建方法进行梯田DEM构建,实现梯田信息在DEM数据上的信息强化表达.对比分析上述4种DEM数据的高程频率特征,并以Hc-DEM数据作为参照求取高程中误差,结果表明从遥感影像上获取相关梯田信息进而辅助梯田DEM表达具有可行性,基于田面边界的梯田DEM构建方法对梯田地形强化效果相对较优,该研究将为构建其他有遥感信息加入的地形信息增强DEM提供一定参考.     

基于球体网格与DEM的流域地形特征尺度效应分析——以长江流域为例

基于球体大圆弧八叉树剖分网格和全球共享DEM(Digital Elevation Model)数据分别构建长江流域多层次三维地理场景,提取流域相关地形参数,分析流域地形特征随度量尺度变化的趋势与规律.结果显示,同尺度下球体网格模型的上下表面积、起伏度均小于DEM模型对应的特征值,而地形粗糙度、二维和三维分形维数以及广义分形维数和多重分形谱值的范围等均大于DEM对应的特征值.所有尺度下,球体网格模型表面的二维分形维数均大于2,而对应DEM的二维分形维数均小于2,但两种模型的三维分形维数均小于3.研究表明,DEM与球体网格模型在计算地形参数时均具有尺度效应,所有参数值随着剖分层次/数据分辨率的提高而增加,但增加的趋势不尽相同;两种模型在表达地形多尺度特征时具有良好的一致性;球体网格在大区域地形无缝可视化和地形参数提取精度方面具有一定优势.该研究可为流域生态环境监测以及流域分布式水文模型构建等提供科学参考.     

基于ArcGIS的三维地景动态生成方法

基于DEM数据和遥感影像结合实现三维地形可视化的技术,阐述了所用GIS数据的处理方法与过程,提出了一种实时动态生成小范围地区三维地景的轻量级算法。模拟了山西省太原市某点周围的三维地形景观,在此基础上探讨了ArcGlobe平台下优化显示性能的几个措施,最后指出这种算法的应用场合。     

基于起伏地形的SAR森林二次散射有效路径计算

提出了一种基于起伏地形的SAR森林二次散射有效路径计算方法. 采用大尺度面元拟合来描述地表的坡度变化,通过对散射粒子与大尺度面元的二次散射进行条件遍历,充分考虑了地表具有大尺度起伏特征时森林雷达二次散射可能不存在或存在多条二次散射有效路径的情况. 为了提高计算效率,一方面限定了遍历的面元范围,另一方面将森林场景划分为三维网格,用网格中心处有效路径的遍历结果作为网格内散射粒子的二次遍历条件. 计算机仿真给出了在分形模拟地形和实测DEM数据下二次散射有效路径的计算实例,并与单一坡度倾斜地表模型的计算结果进行了对比,结果表明,该方法能够有效地表征地形起伏情况下森林的雷达二次散射特征.      

DEM分形模拟及其空间不确定性分析

本文以分形几何为工具,对数字地形模型进行模拟,通过不同分维值的参数控制,模拟生成18幅具有不同地表起伏状况和空间分布结构的高程数据场,分别代表实际地表的丘陵、小起伏山地、大起伏山地与极大起伏山地.通过对分形几何参数与模拟生成数字地形表面的统计学特征进行分析表明,基于分形的地形模拟符合地理空间要素的空间自相关性、空间分布的二阶平稳性等特征.在分形模拟地形的基础上,探讨了分形参数与地表空间高程数据场的空间分布相关性、空间不确定性及其空间结构特征.     

UE 4粒子系统与外部数据通信研究

粒子系统被公认为是近年来应用于不规则景物模拟最好的方法.本文对Unreal Engine 4(简称UE 4)的粒子系统加以研究,通过蓝图的可视化编程以及Matinee动画系统实现了粒子系统与内部数据的通信;以VS为开发环境,重点编程实现了粒子系统的外部接口,通过读取外部文本的方式完成了粒子系统与外部数据的通信.这两种通信方式将读取的数据传递到粒子系统的参数中改变其状态,同时外部的通信方式可以将模拟自然景物的算法数据与虚拟场景中粒子系统的参数相结合,使得模拟效果基于科学的计算,提高了其模拟自然景物的真实性和有效性.     

忻州乡村聚落空间分布与地形起伏度关系

利用山西省数字高程模型DEM和山西村落分布图,对忻州市乡村聚落空间分布与地形起伏度之间的关系进行了定量分析.结果表明:忻州市地形起伏度整体处于中高起伏范围,与山西全省的地形起伏特征相吻合,地形起伏度为东西两侧高、中间低,且各县间地形起伏度差异较大;村落分布与地形起伏度关系紧密,全中起伏地形区村落数量最多,这与该山地高原所占比例达87%相吻合.其次是低起伏区;村落分布密度与地形起伏度成反比,低起伏地形区的村落密度最高,中起伏地形区次之,高起伏地形区最低.村落密度随着地形起伏度指数的增加而递减.     

DEM地形描述误差空间结构分析

首先提出ＤＥＭ（ＤｉｇｉｔａｌＥｌｅｖａｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ）地形描述误差的提取方法,通过误差地图以及量化研究方法,揭示ＤＥＭ误差的空间分布规律,试验结果显示：误差地图是实现ＤＥＭ误差可视化的有效方法;ＤＥＭ地形描述误差具有很强的空间自相关性,自相关值随地形复杂度与ＤＥＭ分辨率的改变而有规律的变化。     

一种基于DEM数据的可视化数字地形绘制

给出数字高程模型(DEM)数据的存储格式,研究如何有效地读取DEM数据,并把它转化为可以被OpenGL图形库所读取的数据格式的方法.在此基础上,研究绘制三维地形涉及到的问题及其绘制原理,给出了利用OpenGL图形库进行地形绘制的简单易行的实现方法,并给出实例.最后,讨论了现存的几种地形简化方法,为解决基于DEM数据的地形实时、快速绘制打下了基础.     

基于Mortan码的地形简化方法研究

对于基于网格的三维地形来说，其DEM网格的数目直接影响计算机的存储资源、数据的存取速度以及三维地形的显示速度。作者提出了一种根据Mortan码编码的思想来实现地形网格简化的方法，该方法首先根据Mortan码编码规则对原始数据进行简化，然后利用简化的数据绘制地形，绘制地形时进一步根据Mortan码编码规则对地形网格画片简化。这种方法的优点是能够在保证不降低网格精度的情况下实现网格DEM数据的压缩以及三维地形上面片的简化。将该方法应用于荆江某地区三维地形的动态显示上，取得了比较理想的效果。     

基于InSAR的DEM获取数据处理流程及方法

合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）是以复数据提取的相位信息为源获取地表三维信息,与传统的获取数字高程模型的方法相比,InSAR技术在获取DEM方面具有全天候、大范围、高精度等优势。详细介绍了基于InSAR的DEM获取数据处理流程及方法。     

基于"流"机制的实时多分辨率模型结构

大规模地形的实时显示技术已成为虚拟仿真领域中的研究热点．为研究更合理的多分辨率模型的表达技术,结合漫游时视景体内数据的流动变化特征。提出了使用4棵四叉树表达的地形多分辨率的模型结构;并运用动态数据调度策略实现对数据以“流”的方式进行处理和绘制．该模型已在自行开发的三维地形仿真系统(Sei3D)中得到成功的应用。并最终实现了海量地形数据的无缝漫游。     

结合DEM与淹没频率的水库水体动态遥感提取优化方法

由于云、雪及山体阴影造成的无效地表像元影响，利用遥感影像难以获取高精度的水库水体信息动态监测结果.论文在大津法的基础上，提出了结合DEM和淹没频率约束条件对水库遥感提取结果进行优化的方法(DF优化方法).基于Landsat系列卫星影像数据，使用改进的归一化差分水体指数(MNDWI)，通过大津法初步提取水库水体信息.结合多期提取结果综合得到的淹没频率以及当期有效水体像元的淹没频率特征，填补了受云、雪等因素影响的无效像元.在此基础上综合高程及水体淹没频率信息，剔除了山体阴影及其他偶发性因素的影响.遴选全球九个不同类型水库验证了DF优化方法的有效性，结果显示DF优化方法能有效减小水库水体的提取误差.与全球水体数据集JRC MWH的直接修正结果相比，DF优化方法总体分类精度提高了13%，达到了95.67%.同时，结合同步卫星测高数据构建的水位－水面积关系模型，进一步验证了DF水面积提取结果的准确性.相较于JRC MWH的直接修正结果，DF优化方法提取结果构建的水位－水面积关系模型的RMSE降低了30%.此外，该方法可基于GEE平台实现，能快速完成长时序的水体动态提取，为全球大尺度范围内的水库相关研究提供基础.     

基于DEM 数据的地貌类型快速划分系统研究

为实现地貌类型快速划分，以前人研究成果为基础，采用DEM( Digital Elevation Modeldata) 数据，将地貌信息提取流程化: 利用均值变点分析法获取宏观地形因子的最佳窗口、根据算法模型提取可反映地貌信息的8 种地形因子、对各地形因子统一量纲、获得地形因子间相关系数矩阵、采用雪式熵值法取得最佳地形因子组合，最后通过ENVI( The Environment for Visualizing Images) 软件中的非监督分类实现地貌类型划分。基于ENVI二次开发平台，采用IDL( Interactive Data Language) 语言进行编程实现，对地貌类型实现全( 半) 自动智能、快速划分。并以长白山作为研究区，从宏观和微观对地貌进行划分，并对分类结果评价分析，结果较好。该系统的实现，不仅对地貌类型提取流程化、集成化，对我国广大范围内地貌填图也具有重要的现实意义。     

基于可变窗分析的中国云贵高原地区SRTM DEM数据填补方法研究

从分析在云贵高原地区具有广泛用途的SRTM DEM的优缺点出发,在总结了已有SRTM DEM缺数据区域填补方法的基础上,提出了基于可变窗分析、回归分析与反距离平方权逐层插值相结合、以Aster GDEM为辅助数据的填补方法,并详细阐述和实现了该方法.用云贵高原地区10个典型缺数据区域进行实验.实验和结果的比较分析表明,该方法具有自适应性,精度较高,能适合于填补我国云贵高原地区的SRTM DEM.     

基于城市框架数据的三维城市DEM生成方法

随着“数字城市”建设的不断深化,城市三维景观建设逐渐成为当前研究的热点,而数字高程模型DEM（Digital Elevation Model）作为三维城市模型的基础地形,是城市三维建设中不可缺少的部分。利用城市框架数据构建DEM的方法可以在符合地表实际起伏的情况下,使地面上模型更加贴合地表,更好地增加三维城市DEM的表现效果。其方法是把散点的高程信息与道路等关键城市框架的平面信息相结合,充分利用现有地形数据,快速生成DEM,具有成本低、速度快、易更新的特点。