数字高程模型地形描述精度量化模拟研究

在首先提出数字高程模型（DEM）地形描述误差（Et)概念的基础上，以我国5个不同地貌类型区为试验样区，采用比较分析的方法，研究EDEM地形描述误差的成因、影响因素、量测方法以及误差的数学模拟途径。统计分析的结果证明DEM地形描述误差与DEM空间分辨率及其地面粗糙度之间存在着线性相关关系，回归分析结果显示，DEM地形描述误差Et的均方差RMS值可以表达为DEM水平分辨率（R）与地面垂直曲率（V）的函数：RMS Et=(0.0063V 0.0066)R-0.022V 0.2415。该结果可用以估算估算所建立的DEM的地形描述精度，也为确定适宜的DEM分辨率提供了理论依据。     

DEM地形复杂因子的确定及与地形描述精度的关系

以相邻地形单元正法向量的夹角作为判断准则,提出了地形复杂因子的概念,用来量化描述DEM地形复杂度,并推导出栅格DEM和不规则三角网DEM地形复杂因子的计算公式。利用高斯合成曲面模拟不同的栅格DEM地形,研究地形复杂因子ECF与平均高程-h对DEM地形描述精度RMSEEt的影响。利用线性回归方法对模拟结果进行统计分析,得到栅格DEM地形描述精度RMSEEt与地形复杂因子ECF和平均高程h-之间的线性关系。该结果可以根据地形复杂程度推算DEM地形描述精度,而且可为DEM生产和误差研究提供可靠的理论依据。     

数字高程模型地形描述精度的研究

对数字高程模型(DEM)的地形描述误差(Et)与空间分辨率(R)和平均剖面曲率(V)的关系进行研究,得到地形描述误差的均方差值与R、V的函数关系公式:RMSEt=(0.006 1 V 0.002 7)R 0.001 0 V2-0.0649 V 0.569 5.进一步,还得到地形描述误差的均方差值与R、坡度W的函数关系公式:RMSEt=(0.000 1W2 0.003 1W 0.030 1)R 0.000 8W2-0.050 8W 0.355 9.分析结果表明,所得公式具有好的效果.     

基于MATLAB的数字地形分析

从介绍MATLAB软件强大的计算和图形表达功能入手,分析了MATLAB在基本数字地形分析和复杂地形分析中简单而快速的应用。     

TIN的海底地形复杂度表示与计算方法

针对当前海底地形复杂度表示与计算方法存在的适用性不强,无法全面反映地形复杂程度等问题,面向海底地形的Delaunay不规则三角网表示模型,基于微分几何理论,使用节点1-邻域内相邻三角面片空间几何关系及三角面片在水平面上的投影面积,提出一种基于双二面角的海底地形复杂度的表示与计算模型,并在多个实验样区上对所提出方法进行实验。结果表明,相比目前常用的其他海底地形复杂度表示与计算方法,该方法能够适用于不同的海底地形,且更符合人类认知。     

数字地貌晕渲图的地形信息量评价

提出一种数字地貌晕渲图像的地形信息量计算方法,其原理是利用数字图像领域的理论和方法对晕渲图像进行处理,通过判定晕渲图地形特征像素,得到晕渲图的特征图,再基于信息论相关理论计算得到数字晕渲图的地形信息量。并利用不同地形区域DEM进行地形信息量的计算与验证分析,实验发现,基于该方法所计算出的数字晕渲图像的地形信息量与其所基于的原始DEM的信息量具有相似的对应关系,表明该方法所计算得到的信息量具有可比性,对数字晕渲图的地形信息量评估及其与要素叠加的尺度一致性和信息载负量研究具有很强的实际意义。     

数字地面模型的建立及其应用

数字地面模型的建立与实践由数据采集、数据处理与应用3部分组成。数字地面模型是地形表面形态等多种信息的一个数字表示,它是地理信息数据库的基本内核。在实际应用中便于修改、更新、复制及管理,也可以方便地转换成其他形式的地表资料文件及产品。着重讨论了在全数字摄影测量工作站上,如何建立 DTM 以及 DTM 用于生成等高线、正射影像图的方法与技巧。     

DTM在公路设计中的应用

经济建设的发展必然对公路建设的发展规划、测设手段、装备等提出变革的要求。加快公路设计速度主要靠自动化,而地形资料的数字化(即数字地面模型DTM)是公路设计自动化的不可缺少的工具。本文建立了在取样及数据处理上始终考虑到公路设计及线型工程特点的DTM;编制了人-机配合设计纵断面程序,计算各种地质类型的土、石方程序,利用计算机联绘图机绘制任意长度的纵断面图、平面图、指定桩号的横断面图、透视图绘制程序,并用实际资料验证了程序的正确性。研究与试验表明:DTM用于公路设计不仅可行,且大有潜力可挖。     

Multi-Scale Representation of a Digital Line

A scheme for multi-scale geometrical representation of a digital line is proposed. A digital line is represented as a structured object in which lines at different levels of resolution are represented as lists, quadcodes are used as control mechanism for guiding line simplification at multiple scales of a pyramid, and operators for simplification and smoothing are used to generate lines at different levels of resolution. In this scheme, lines at different levels of an image pyramid can be automatically generated without specifying the so-called tolerance value. Experimental results show that up to a certain level of resolution, the simplified lines retain important information content and recognizable characteristics. Also, the image pyramid assures a legible representation at any level of representation. Future research should improve the current line simplification operator and address the correspondence between lines at different levels of an image pyramid and the lines at different map scales.     

利用地形信息强度进行DEM地形简化研究

在对现有的DEM地形简化方法进行总结分析的基础上,提出了一种利用地形信息强度指数的DEM简化方案。首先提取DEM点位地形信息强度指数值,然后通过阈值法确定候选地形特征点重构DEM,以国家基本比例尺1∶5万DEM作为参照目标,并将重要点法和三维道格拉斯法作为对比方法,对应用该方法进行地形简化的效果进行了综合评价。实验结果表明,该方法应用于大范围DEM简化中可以有效地保留地形骨架的结构特征,同时具有较高的数值精度,可以满足不同层次的多尺度DEM建模的要求。     

全野外精密数字地面模型的建立

数字地面模型DTM是国家空间数据基础设施的框架数据之一,现在已在各个领域得到了广泛的应用。本文着重对全野外精密地面数字模型在实际建立的作业方式、精度要求、检查方法、精度评定技术进行了深入的探讨,并简要介绍了精密地面数字模型的应用前景。     

矢量式地图符号的数字表达

介绍了ＢＳＳ解析化改造课题绘图模块ＩＧＳ－ＤＯ中矢量式点、线、面地图符号的数字表达方法。提出了一种表现沼泽地物的结构化非规则瓦片图案。     

城市导航中的3维数字地形建模方法

城市地形表面覆盖了大量的地物要素,城市数字地形建模的关键在于如何准确表达复杂的城市地形并实现城市地形与地物的无缝集成.针对城市地形和动态导航的特点,对城市地形的建模方法进行了研究,提出了一种适于城市导航应用的3维数字地形建模的新方法,保证了城市地形表达的准确性,提高了城市内动态导航的实用性和可靠性.     

基于数字地形分析的小流域分割技术

小流域是具有相对完整自然生态过程的区域单元，适宜尺度的小流域可作为生态评价、地理过程的基本单元。基于数字地形分析技术的小流域分割技术，既是建立这种地学分析单元的关键技术，同时也实现了流域制图自动化。     

DEM误差的空间自相关特征分析

采用空间自相关分析方法,从空间角度对数字高程数据误差的空间分布特征进行了研究。实验表明,利用双线性曲面表示地形表面时,产生的数字高程数据误差的全局Moran’sI指数趋近于0,在整个区域单元上的分布不存在显著的全局空间自相关,邻近区域单元上高程数据误差之间的关系在整体上既不综合表现为趋同,也不综合表现为趋异,高程数据误差的整体空间格局为随机格局;而且数字高程数据误差在空间上的分布与地形坡度和地表粗糙度有一定的联系,一般情况下,平均坡度、地表粗糙度越大,高程数据的全局Moran’sI指数偏离0稍远一些;否则,距离0近一些,但全局空间自相关仍不显著,在整体上表现为随机格局。     

我国数字高程模型与数字地形分析研究进展

融合多源数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据能有效利用数据间的互补优势,提升单一源数据的质量。提出一种基于深度置信网络(deep belief networks, DBN)的点面融合模型,在DBN的框架下考虑地形坡度、地表覆盖和空间位置信息等因素对DEM高程误差空间分布的影响,建立DEM高程值与高精度激光雷达测高数据之间的回归关系,从而实现多源栅格DEM与激光雷达测高点数据的空间融合,提升栅格DEM的垂直精度。对于空洞数据,根据空洞和非空洞区域的范围建立相应的输入数据集,分别进行融合,再利用不规则三角网差分曲面方法实现融合结果的无缝拼接。实验结果表明,相比原始DEM数据和两两融合的结果,所提出的多源DEM点面融合模型能够大幅度提升数据精度,有效解决原始数据中存在的空洞、噪声和异常值等问题。     

A New Method for the Specification of Geographic Footprints in Digital Gazetteers

This paper presents the strategy used to add neighborhood names and footprints to the Los Angeles Digital Gazetteer. The gazetteer database currently contains 4,500 features and is needed to: (1) facilitate the specification of geographic footprints in the Qualified Dublin Core metadata records that are used to describe digital assets; and (2) support the search for and retrieval of selected objects based on location, time, format, and/or keyword. The role of the digital gazetteer and a new browser which will offer the library patron a web-based query form with an interactive map is explained. The interface can be used to draw a query on a map, and it provides a series of pull down menus that can be used to specify time periods, formats, collections, and key words of interest. A new method for specifying neighborhood footprints in the digital gazetteer is described in some detail, and opportunities are highlighted for generalizing the method to help with search and retrieval using the map browser.     

Effects of Jpeg Compression on the Accuracy of Digital Terrain Models Automatically Derived from Digital Aerial Images

It is well recognised that data volume represents a huge overhead for softcopy photogrammetry. For example, a file size of 100 Mbytes will be generated from a black and white aerial photograph if digitised with a resolution of 20μm. Large data volumes not only create storage problems but also affect the speed of image processing. As a consequence, data compression of image data is a matter of great significance. This paper describes an investigation into the effects of image compression on the accuracy of digital terrain models (DTMs) extracted from the compressed images. The JPEG system implemented in the Z/I Imaging ImageStation digital photogrammetric workstation (DPW) was used in the study. A systematic test has been carried out on the effect of different levels of JPEG compression (with Q-factors from 1 to 100) on the resulting DTM, which is automatically generated by the DPW using Match-T software. An analysis of the results from the two sites tested shows that image compression tends to cause more significant degradation when the image texture is richer, but that recommendations on Q-factors for use with the ImageStation appear to err on the side of caution. This analysis leads to some tentative conclusions and recommendations both for future investigation and for photogrammetric practice.     

航道测量方法及数字地形模型建设的探讨

本文阐述了连云港航道数字地形模型建设的实践过程，探讨了面向GIS数字测图的技术、方法及全过程的关键问题，对所获取的航道数字地形特征信息的准确性、现势性理论与操作技能进行了分析。