一种基于等高线的地形特征线提取方法

地形特征包括地形特征点和特征线,是进行地貌分析与处理的基本对象,也是地貌结构化综合的重要内容。提出并实现了一种新的等高线特征提取方法。该方法通过对等高线进行凹凸段划分,获得等高线特征段(包括凹段和凸段,分别对应山谷和山脊),利用最大角作为约束条件,利用特征段的边作为约束边对所有特征段构建约束型Delaunay三角网。然后,获取特征段CDT的骨架线作为局部特征段的地形特征线树,并将每棵地形特征线树的叶节点作为相应特征段上的特征点。最后,利用特征段及其CDT对特征点进行匹配,完成地形特征线的追踪,生成地形特征线。     

地形特征约束的等高线群渐进式简化方法

为保留等高线群简化过程中的地形特征信息,研究了一种等高线群渐进式简化方法。首先,从等高线数据中提取地形特征点及地形特征线;将提取的地形特征点和特征线作为约束条件予以量化,并作为控制变量;再依据渐进式图形简化的思想,利用控制变量对等高线上的非特征点、特征点、特征线及其关联的弯曲进行渐进式取舍,从而实现等高线群的动态简化。实验结果表明,该方法能够有效地保持地貌形态特征,同时提高了简化过程的智能化程度。     

一种提取山脊线和山谷线的新方法

提出了一种提取山脊线和山谷线的新方法。基于矢量等高线,以Mean Shift思路为全局步骤,以多因素流水模型为局部追踪依据,在提取特征点的同时完成山脊线、山谷线追踪。首先建立等高线间的拓扑关系,确立追踪起点;然后分割等高线弯曲,并依此建立虚拟扇形区域;最后,建立多因素流水模型,根据"流向最大概率"原则,追踪山脊、山谷线。实验结果表明,该方法能更加准确地提取地形特征点,增强抗噪性,并在特征点提取的同时完成山脊、山谷线的连接,大大减少运算量。     

地貌的测定及等高线的勾绘

地貌是用等高线、陡坎及一些特定符号来表示的，等高线并不像地物轮廓线那样是可以看得见的东西，因此按测定地物轮廓线特征点的方法测定等高线是较困难的。用什么方法来测定等高线，这是需要探讨的问题。不论地貌怎样复杂，总可以把地表面看成是由许多不同的面组成的。相邻面的交线构成了地貌的骨架线，测量上叫做地形线。这里主要介绍地形较复杂的丘陵地、山地的施测与勾绘。     

利用数字化等高线数据自动生成地性结构线

本文利用结构模式识别的理论,将等高线作为曲线看待,借助寻找曲线上凹凸点的原理来确定山谷点山脊点,并根据地形特征进一步找出山谷线山脊线。对用此法初步找出的山谷线山脊线,利用AutoCAD进行编辑。经过编辑后再用曲线拟合法加密,可获得用于DEM内插的地形骨架线。通过两个实验,其结果说明了此法可大量减少人工采集地形结构线的操作,提高DEM的地貌逼真度。     

从栅格DEM和地形特征数据生成栅格等高线的研究

本文研究了一种利用栅格ＤＥＭ和地形特征数据，直接计算等高点并生成数字等高线的方法，对于采用栅格数据输出设备输出等高线而言，这种方法可以免去矢一栅等高转换等计算，初步实验表明，这种方法给出的等高线地貌显示良好。     

基于等高线的地形特征线提取研究

针对数字化等高线数据,研究地形特征线的提取。总结了地形特征线提取的判断依据和相关方法;提出采用曲线弯曲原理和分析方法对等高线数据进行地形线自动提取的方法,采用整体分析与局部分析相结合的方法提取特征点,按属性连接地形线的实现过程。对自动生成的山脊线和山谷线进行适当的人工编辑,最终得到比较准确的地形特征线。     

如何正确地测绘地貌

地貌的测绘,是真实反映实地各种自然形态的方法。欲使地貌测绘得逼真逼俏,富有十足的表现力,必须测定足够数量的地形点,然后根据适当的等高距,按照实地的情况,适宜地采用助曲线及各种图例,来表现地形的特征;并在野外着手描绘等高线。在测绘等高线过程中,任何比例尺测图都必须依据地形点正确决定地性线,将山顶、山脊、沟谷、山麓等构成地形骨骼,才能着手描绘等高线。这样,一方面可以免除工作中的许多错误,另一方面易于达到与实地极相适应的相似图形。     

地貌结构线阵列处理法自动综合等高线

本文提出了一种地貌结构线矩阵数据处理法,并由此来达到地貌等高线自动综合的目的。包括地貌结构线的数字化方法,地貌结构线的数学模型,原始数据整理,地貌沟谷自动综合,等高线自动选取和自动连结同一等高线点并输出等过程。最后用抛物线光滑法输出滑光的等高线图。     

根据地性线绘制等高线的研究

根据地形特征点和地性线绘制等高线是测绘大比例尺地形图等高线的主要方法,本文在分析现有自动绘制等高线方法的基础上,提出了一种根据地性线及其拓扑关系直接求取和跟踪等高线的方法。针对利用各种传统曲线光滑算法所绘相邻等高线间常常出现不协调现象的缺点,首次提出并详细讨论了相邻等高线通过点间的抛物线双向加权平均光滑算法。大量实践表明,利用本文所提出的跟踪和光滑方法所绘等高线的光滑性和协调性是令人满意的。     

提取山脊线和山谷线的一种新方法

在研究了现有的仅从山脊线和山谷线的几何特性或物理特性的单一方面设计的提取山脊线和山谷线的算法后 ,提出了一种基于地形表面流水分析与等高线几何分析相结合的提取山脊线和山谷线的方法。该方法把等高线几何分析的方法与地形表面流水模拟分析的方法有机地结合起来 ,能够克服各自所具有的弊端。实验结果表明 ,用本文方法所提取的山脊线和山谷线与实际地形相符合。     

利用特征显著度提取地形特征线的方法

针对现有的地形特征线提取方法不能根据特征强弱对提取结果进行方便的筛选控制的问题,提出了一种基于特征显著度的山脊和山谷线提取方法。首先,对数字高程模型数据进行高斯滤波和下采样;然后,通过全局断面扫描确定特征点,并根据高度、高度落差和坡度计算特征显著度,在进行特征延伸后构造特征图,利用最小生成树算法得到特征森林;随后进行枝干分解并计算各枝干的特征显著度,根据特征显著度进行枝干裁剪;最后,通过尾钩剔除、位置修正和平滑等后处理得到最终特征线。实验结果表明,该方法能提供给用户方便有效的手段以根据特征显著度对特征进行筛选控制,提取的特征线与实际地形相符,有良好的抗噪能力且能较好地处理平坦地形特征。     

局部结构约束下的宽基线影像直线特征匹配

针对宽基线影像视角变化导致现有直线特征匹配方法难以获得可靠匹配结果的问题，本文在局部结构约束下提出了一种对影像视角变化具有较强稳健性的直线特征匹配方法。首先，对影像进行直线特征提取并按照一定的规则进行特征编组；其次，基于直线特征几何结构关系构建视角不变特征区域，计算其特征描述符并进行相似性度量，获取直线特征初始匹配结果；然后，利用初始匹配结果中的直线特征区域顶点坐标关系构建约束条件剔除错误匹配；最后，设计直线特征扩展匹配算法，提高直线特征匹配率。试验结果表明，与传统直线特征匹配算法相比，本文方法在有显著视角变化的宽基线影像之间能够获得更多的同名直线特征和更高的匹配正确率。     

直线特征约束的资源3号卫星影像自检校平差

针对控制点获取较困难地区卫星影像定位精度不高的情况,对直线特征作为控制信息提升卫星影像定位精度进行了研究。以"像方直线上任意一点必然位于物方直线和投影中心所构成的平面"作为几何约束条件,通过对直线的参数化表示,建立了基于直线特征的共面模型;在该模型基础上,针对航天传感器的成像特点,分析建立了8标定参数的内方位元素模型和简化的外方位元素模型,最终构建了直线特征约束的卫星影像自检校平差模型。利用资源3号(ZY-3)卫星获取的华盛顿地区数据对构建的平差模型进行实验验证。结果表明,该模型能够解决缺乏地面控制点地区影像定位精度差的问题,可达到与常规自检校平差相同量级的精度。     

CONSTRUCTION OF A DIGITAL TERRAIN MODEL

An approach is outlined for the construction of a digital terrain model based on elevations assigned to nodes of an irregular (non-rectangular) grid. More specifically, this grid consists of a series of non-intersecting, non-equilateral triangles whose apices are prominent points of local relief or points located on structure lines, and whose sides represent portions of structure lines or arbitrarily selected line segments. Such an irregular model provides for a better approximation of basic terrain structure than those constructed from traditional, geometrically regular networks. Operation of algorithms for the plotting of contour lines from such a model is described. Translated from: Geodeziya i kartografiya, 1986, No. 2, pp. 34-38.     

地形特征约束下的失真DEM修复方法

数字高程模型（DEM）在描述地形时会存在一定程度的失真现象,对失真DEM进行修复可以有效地提高其精度及保真度。本文针对DEM在描述规则地形时存在的失真现象,提出了用地形特征约束失真DEM形态结构的失真修复方法,以规则地形中的平地结构地形为例,进行了失真修复试验。首先根据地形特征确定平地地形的DEM应为平面结构,再采用最小二乘法（LS）及随机抽样一致性算法（RANSAC）对其平面方程进行参数估计,进而得到修复的DEM数据。试验结果表明,本文所提的修复方法有效可行,修复后的DEM数据不仅提高了精度,还能充分地反映原地形的地形特征。两种修复算法的修复能力相接近,当存在大量格网点时,都能达到很好的修复效果,但RANSAC更能适应高程异常的情况,鲁棒性更好。     

高分辨率光学遥感几何与纹理约束的线段优化算法

针对高分辨率光学遥感影像线段断裂问题,提出一种基于几何与纹理约束的线段优化算法。首先,将线段视为地物轮廓表达的一种方式,由此从同一地物边缘角度出发,提出线段断裂的几何与纹理规律;其次,提出线段优化算法,以提取线段结果为处理基元,依据线段长度确定初始优化线段,设定跟踪矩形,建立针对断裂线段的几何纹理约束模型,构建动态优化模型,并给出完整的线段优化流程。最后,通过多幅不同实际场景、不同类型高分辨率遥感影像的试验结果分析,表明本文算法不仅能够解决由地物遮挡、边缘模糊及边缘锯齿化造成的线段断裂问题,并且在优化线段长度以及抑制线段过提取问题方面,均表现出较大的优势。     

机载激光点云数据中电力线自动提取方法

提出了一种从机载激光点云数据中自动提取电力线的方法。首先利用顾及地形起伏特征的机载激光点云自动滤波方法移除地面点,利用维数特征以及方向特征自非地面点中分割获得电力线激光点云;然后对获取的电力线点采用二维霍夫变换和最小二乘拟合的方法求取每条电力线的中心线方程,根据中心线方程求取每条电力线上的激光点完成单电力线目标提取,并考虑了电力线在水平投影面内重叠时的情况;最后根据分块质心解算方法生成每条电力线上的三维节点,输出电力线矢量。采用实际线路巡检实验采集的机载激光点云数据进行实验,实验结果表明,该方法能从机载激光点云数据中提取出完整的电力线,并具有较好的鲁棒性,对电力巡线具有一定的实际意义。     

采用Morse理论的小尺度地形特征提取方法

Li DAR点云为小尺度地表形态的提取与表达提供了精确的数据源,但其高密度性与不确定性,导致应用Morse理论提取的特征点中含有大量的"伪特征点"。这里首先通过定义特征点指数等一系列概念,模拟特征点周围区域的地表形态,建立特征点重要性度量指标与计算方法;然后给出了地表重要特征点的提取算法;最后,进行了试验验证与分析。结果表明:提出的算法优于现有的持续值法与自然法则法,可以有效剔除"伪特征点",实现基于Li DAR点云小尺度复杂地形的特征点精确提取与多层次表达。     

利用LiDAR点云强度的十字剖分线法道路提取

由于道路与地面在空间上表现相近,因此,仅用空间坐标无法从LiDAR数据中直接提取道路。机载激光扫描系统在获取对象三维信息的同时,也记录了激光经由反射的强度信息,因此能从空间坐标和辐射两个方面表现地物的特性。结合这两种相对独立的信息在激光扫描数据中进行道路提取,提高了提取结果的稳定性。首先利用激光扫描数据的高程滤波去除非地面点;再通过强度信息进行阈值分割得到包含干扰的初始道路区域;然后,利用两组十字剖分线检测初始区域在4个方向的狭长性与宽度一致性,使得狭长状、区域宽度较一致的道路区域同干扰区域具有不同的权值,从而提取真正的道路区域;最终通过对道路区域的细化和平滑,得到道路中心线。实验表明,该方法能够较好地在LiDAR数据中提取出道路并得到道路中心线。