一种改进的基于TIN的多波束测深数据抽稀算法

多波束测深数据具有海量性与冗余性特征,海量的多波束数据不利于海底DEM构建与海图生产。因此,对于离散的多波束测深数据,行之有效的抽稀算法在多波束测深数据处理与应用中尤为重要。文中分析了常用的数据抽稀算法在数据处理速度以及特征地形保留方面的缺陷,提出一种通过改进基于TIN的数据处理流程的抽稀算法,并对比分析了抽稀前后海底地形特征。实验结果表明,改进的抽稀算法在数据量增大时依然可以保持较高的抽稀速度,能有效地提高数据抽稀的效率,准确保留海底地形特征。     

顾及海底地形变化的狄洛尼三角网构建

数字水深模型是对海底表面形态的数字化表达,传统的网格数字水深模型存在不能根据海区水深变化情况自动调节内插水深间隔的不足,提出了以深度极限误差作为判断标准,顾及海底地形变化的补深补浅方法,并在此基础上构建了相应的狄洛尼三角网。 实验证明:与传统的最浅点抽稀规则格网方法相比,所提方法更能合理的反映出海底地形的实际变化情况,并明显改善 DDM 精度。     

基于航渡式水深数据的海底地形DEM建模方法

针对航渡式水深测量资料海量、条带式分布的数据特点,提出了分块抽稀、区域建模、拼接整合的海底地形DEM建模思路,可有效提高不规则形状水深资料的建模效率,丰富海底地形DEM获取手段。实验证明,该方法具有结构简单、操作便利、内存占用少、计算效率高等特点,能够实现基于航渡式水深数据的海底地形DEM建模。     

一种基于自适应窗口滤波的DEM获取算法

在分析了一种基于固定窗口滤波的DEM获取算法的基础上,提出了一种自适应窗口滤波的DEM获取算法,改变移动窗口的大小进行分块拟合来反演地面的高程值,获取DEM数据.利用海岸带区域IKONOS卫星影像匹配生成的三维坐标数据集进行了实验,实验证明了该算法的有效性.     

Delaunay三角网在河床冲淤计算中的应用

冲淤计算是河流、海岸、港区等水域分析和预测水下地表变化的基础。通过收集不同时期水下地形高程值,基于Delaunay三角网生成的数字高程模型,以三维空间垂直三棱柱体为基本单元,计算出河、海床面局部空间区域体积变化量。利用VBA强大的可视化用户界面及其编程语言,以国家大型工程为应用实例,开发出嵌入于AutoCAD环境中的冲淤量自动计算程序。     

基于A~*算法的海底地形等深线模型构建方法研究

介绍了DEM原理和构建方法,利用现有矢量海图中的水深要素及海岸线岛屿要素,对生成电子海图海底规则网格数据进行研究。计算机辅助虚拟三维海底地形,运用线性八叉树场景进行分解寻求其规律性,用A*算法最好最优地勾绘出等深线,从而建立海底地形等深线模型,为实现电子海图海底三维可视化奠定了基础。最后对算法进行分析与完善。     

多波束海底地形水深注记抽稀软件对比

多波束采集的海底地形数据具有海量性与冗余性特征,海量的多波束数据不利于海底DEM构建与水深图生产。因此,对于离散的多波束测深数据,行之有效的抽稀算法在多波束测深数据处理与水深图制图中尤为重要。本文介绍了常用的数据抽稀软件南方CASS、Fledermaus以及CARIS的原理与方法,并对比分析了各个软件的数据抽稀结果,在一定程度上为后续的科学研究与工程建设提供参考。     

水深源数据质量对海岛礁DEM精度影响的定量分析

面向海岛礁DEM构建的精度需求,定量分析了水深源数据质量对海岛礁DEM精度的影响规律。梳理了海岛礁DEM构建的基本过程,分析了海岛礁DEM精度的影响因素。在此基础上,以目前普遍执行的有关水深测量的国内外行业规范为依据,统计分析水深源数据的精度、密度等因素对海岛礁DEM精度的影响规律。实验结果表明:采用自适应三角网建模方法所建海岛礁DEM的精度要优于规则三角网DEM的精度;执行我国海道测量规范所获取的水深源数据所建DEM精度,要优于国际海道测量标准一等要求的源数据所建模型精度,略低于特等要求下的源数据所建模型精度。     

海底地形水深三角网重采样技术研究

主要进行海底地形水深三角网重网格化技术研究,通过调整水深数据密度来解决水深点过采样或不足采样的问题,最终实现对水深三角网模型的曲面重构优化。实验证明,本方法在保留海底地形地貌特征的基础上明显改善了水深三角网的质量。     

多波束数据的海底数字地形模型构建

提出大批量多格式原始多波束数据的DTM构建方法，以满足大区域、大比例尺海底地形制图的需要。在多种格式原始多波束数据接口和系统内部标准数据结构的基础上，通过对数据文件、数据种类和数据运算量的有效组织管理，实施边读入、边权重配赋的网格插值，分析了高斯、指数和距离平方反比权重函数的适用性，及最小值、最大值和平均值的实用性。在权重配赋网格插值基础上，提出分形fBM和张力样条配合使用的方程式插值方法，保证DTM数据的有效外延和地形分辨。整套算法效率高，并能有效保证DTM的精度，对存储在外部介质的数据遍历一次即可完成网格插值。     

基于多源数据的三维城市建模方法

以天津新港三维城市建模为例,介绍了基于二维数据、DEM和3D模型等多源数据的三维城市建模的方法和关键技术。为有效利用现有数据资源快速、准确建立三维城市模型提供了一种经济、灵活、省时、高效的方法。     

基于ADS40无控条件的海岛礁地形测量方法研究

针对远离大陆的海岛礁地形测绘与高程基准转换困难的问题,基于ADS40航摄系统获取远离大陆的海岛礁区域遥感影像,按照GPS差分无地面控制点的空中三角测量模式实现海岛礁的地理定位,选择高精度的卫星测高模型实现海岛礁区域的高程基准转换。在某海域进行了ADS40测量作业与高程基准转换试验,结果表明,无地面控制点空中三角测量的平面精度达到0.587m;基于卫星测高模型进行垂直基准转换的精度与同步验潮水位观测法得到的高程传递精度相当。     

基于自适应抗差最小二乘的DEM数据粗差剔除

数字高程模型(DEM)生产中最关键的环节是质量控制,而粗差是影响DEM质量的重要因素之一。简单介绍了自适应最小二乘估计的原理,并将其用于DEM趋势面拟合中,结果表明该方法具有良好的抗粗差的能力,用含粗差的数据拟合出的曲面与实际地形比较符合。     

基于ArcEngine的数字高程模型更新方法研究

采用COM技术,以ARCENGINE所提供的类库和凸包算法,实现了数字高程模型(DEM)数据更新的边界检测和利用矢量地形数据采集更新数字高程模型数据的方法。保证了数字高程模型数据的精度,可以满足数字高程模型的现势性需求。     

基于变异函数的多波束抽稀间距确定方法

在格网化抽稀方法中,抽稀间距的选取直接影响多波束测深数据抽稀结果和构建海底地形的表征能力。为了合理确定多波束测深数据抽稀间距,将地质统计学中的变异函数理论引入到多波束测深数据抽稀中,由水深变异函数估计海底DEM的精度,得出海底DEM精度与抽稀间距的关系。通过仿真计算表明:如果给定海底DEM的精度,再依据计算得到的拟合水深变异函数参数值,即可确定多波束测深数据抽稀网格间距的大小,该法适用于多波束测深数据抽稀的应用中。     

基于水文分析法的海底峡谷特征要素自动提取方法研究及应用

海底峡谷是陆源沉积物向深海运移的主要通道,也是陆架/陆坡区重要的地貌单元。随着多波束测深技术的发展,如何快速而准确地从海量数据中识别并提取海底峡谷的特征要素,是一个亟待解决的重要热点问题。文中根据海底峡谷谷底下切、谷壁高而陡等地形特征,基于水文分析法和坡度分析等原理,通过ArcGIS中的数据建模工具建立了一种从数字高程模型(DEM)数据快速识别和提取海底峡谷特征要素的方法。以南海北部陆坡神狐峡谷区为例进行算例分析,结果表明,该方法在快速了解海底峡谷的发育位置和特征要素等方面是可行的,并可以获得峡谷头尾部水深、轴线长度、峡谷范围等特征信息。为获得该方法适用于研究区的最优参数组,文中讨论分析了峡谷形态、重分类阈值及数据分辨率等影响峡谷识别的因素。结果分析表明,峡谷形态会在一定程度上影响识别结果的准确性,但不影响对峡谷的总体了解;零值汇流累积量重分类阈值和DEM数据的空间分辨率是影响峡谷识别结果准确度的两个重要因素,在神狐峡谷群区,空间分辨率200 m且重分类阈值0.4时,海底峡谷识别和特征要素提取效果最佳。     

基于贝叶斯正则化BP神经网络的DEM趋势面逼近

趋势面从宏观上揭示了研究对象的特性,在各领域发挥着重要作用。BP神经网络可以对复杂系统进行无限逼近,进而进行预测。建立了基于贝叶斯正则化BP神经网络的数字高程模型趋势面,与二次多项式建立的数字高程模型趋势面进行比较分析,证明了该方法的可行性和有效性。     

基于Oracle的空间数据库元数据建模研究

分析了面向对象关系模型的数据结构，并对Oracle Spatial组件中空间数据存储结构及对象关系数据模型进行了分析，然后分别给出了Oracle数据库中使用对象关系数据模型和元数据表存储空间数据的构建方法，以及地图索引、元数据表的构建方法。     

A DEM Inversion Method for Inter-Tidal Zone Based on MODIS Dataset: A Case Study in the Dongsha Sandbank of Jiangsu Radial Tidal Sand-Ridges, China

Surface elevation is the basic data for geo-science. It is difficult to retrieve tidal-flats’ elevation from single Remote Sensing (RS) image because of the complicated sediment dynamical environment and huge spatial difference in tidal-flats’ moisture content. A Digital Elevation Model (DEM) construction method for inconstant inter-tidal zone based on high tempo-resolution MODIS data set in a short period is proposed in a case study on the Dongsha Sandbank of the Jiangsu Radial Tidal Sand-ridges. In the present study, a batch-preprocessing method based on image partition to handle massive MODIS 1B images is developed and applied to 8163 scenes of MODIS images. The dataset of short-period and multi-temporal MODIS images for inter-tidal flats’ DEM inversion is selected and the usability of MODIS dataset is analyzed. Shorelines of the Dongsha Sandbank are extracted by use of batch supervised classification. In accord with tidal-level forecasted by the Chenjiawu Tidal Gauge Station at the overpass moment of each RS image, DEMs of inter-tidal flats in January and summer(Jul, Aug and Sept), 2003 were built under ArcGIS9.2. Studies show that: (1) The dataset of short-duration and multi-phase MODIS images can be used to retrieve the historical DEM of tidal-flats at changeful tidal flats. (2) Analysis on usability of MODIS images from Aqua and Terra indicates that there are more usable and high-quality MODIS images in spring, autumn and winter, but less in summer. Therefore, the period for building inter-tidal flats’ DEM is suggested to be one month in spring, autumn and winter and three months in summer.