用张力样条法计算不规则边界区域的面积

本文提出了一个计算不规则边界区域面积的方法：张力样条法。与其他各种方法相比，张力样条法能更精确地计算不规则边界区域的面积，且不需设定基线及对区域加以分割，计算方法直观、精确。     

一种类矩形引导的玉米田遥感图像分割算法

在覆盖玉米田的遥感图像中,玉米地块边缘区域存在大量的同物异谱现象,利用传统分割方法进行玉米地块分割时,会造成边缘出现许多非玉米小块区域,因而导致玉米种植面积统计错误。根据大面积玉米种植区域的形状分布特点,提出一种类矩形引导的玉米田种植区分割方法。首先采用最小核值相似区(smallest univale segment assimilating nucleus,SUSAN)边缘检测算子对融合后的高分一号(GF-1)卫星遥感图像进行边缘提取,然后根据闭合区域与外接类矩形的关系构建类矩形引导的相关函数,最后将类矩形阈值函数引入基于图的分割算法中实现特定形状的地块分割。将分割结果分别与基于图的分割方法、分水岭分割方法和人工解译样本进行实验比较,结果表明:本文方法能有效地分割出玉米田目标,减少了同物异谱带来的影响,分割结果更加符合玉米田实际分布特征和实际统计面积。     

结合区域增长与RANSAC的机载LiDAR点云屋顶面分割

建筑物屋顶面大小差异较大、形状复杂、数量不确定等特点,以及机载LiDAR点云密度不均、分布不规则、缺乏语义信息等特性,对屋顶面的准确分割造成了很大干扰,因此现有分割方法的精度和适用性仍有待提高.针对上述问题,本文提出一种结合区域增长与RANSAC的机载LiDAR点云屋顶面分割方法.首先,引入稳健的法向量估计算法计算点云法向量,利用提出的迭代区域增长策略和RANSAC提取多个可靠屋顶面片;然后,基于可靠屋顶面片参数和RANSAC计算内点的思想,迭代合并可靠屋顶面片,并精化屋顶面参数;最后,计算未能通过前面步骤分割的点到各屋顶面的垂直距离,将其标记为距离最小且小于阈值的屋顶面,并通过局部范围内投票的方式精化屋顶面分割结果.利用多个具有代表性的建筑物点云和一组区域建筑物点云进行试验,结果表明,所提出的方法可有效地分割不同复杂程度的建筑物屋顶面,并能较好地分割面积较小的屋顶面,以屋顶面和单点为评价单元的平均分割正确率为95.56％ 和97.93％,分割的结果可为建筑物三维模型重建、点云精简等应用提供可靠的信息.     

集成改进Mean Shift和区域合并两种算法的图像分割

Mean Shift算法分割图像时,带宽的大小直接影响分割效果。带宽分为空间带宽和值域带宽。本文根据待分割遥感图像的空间分辨率参考选定空间带宽,基于渐近积分均方差最小原则计算每一波段值域带宽;针对MS算法分割图像时存在过分割问题,提出基于区域面积加权的区域相似度准则和基于区域熵的合并停止准则来合并分割后区域。MATLAB软件3组实验结果表明:本文方法相比EDISON软件能得到更好的分割效果,且能在一定程度上提高遥感影像分割的自动化。     

地形图数字化中图纸定向问题的探讨

图纸定向是数字地图地一个主要误差来源。为了提高数字地图精度,有必要对图纸定向方法进行探讨。本文提出了一种简单易行的图纸定向法,即四点定向法。     

运用自组织映射识别街道网中的网格模式

提出了一种运用自组织映射识别网格模式的方法。首先,计算街道网中网眼的参数,这些参数是质心、面积、矩形度、延展度、是否含有平行边、边数、一阶邻居数和矩形度平均值;然后,将网眼作为自组织映射的向量进行训练,利用U-matrix可视化方法挖掘聚类得出结果。实验结果表明,该方法能有效地从不规则街道网中识别出网格模式。     

一种MBR约束下的高分光学影像直角建筑物提取与标绘方法

针对高空间分辨率遥感影像中建筑物信息提取与标绘问题,提出了一种MBR约束下的高分光学影像中直角建筑物信息提取与标绘方法。首先采用多尺度影像对象分割与CART决策树分类技术,提取影像中的建筑物区域;其次用Candy算子提取出建筑物的粗轮廓,并将其转化为点集形式表示;然后通过轮廓点集计算建筑物最小外包矩形（MBR）,对建筑物的轮廓进行分段拟合与优化;最后通过交点方向决策器确定建筑物的角点,依次连接各角点实现建筑物的标绘。通过计算建筑物的面积与周长,确定周长相对精度为93.3%,面积相对精度为96.1%,本文方法可以有效提高建筑物的标绘精度。     

利用3D_DP和Quad_TIN的地形实时动态显示算法研究

将地貌综合的三维Douglas-Peucker方法引入到地形LOD中,通过构建Quad_TIN模型,提出了一种地形实时动态显示的新算法。该算法首先从全局重要性角度将不规则采样点分级;再利用孤立分割的方式建立四叉树空间索引,结合了规则格网的四叉树结构和不规则采样点的TIN结构在虚拟表达中的优势,并消除了节点间的依赖关系;然后,根据视距和模拟误差确定四叉树的绘制层次和插入采样点的顺序及数量;最后,通过添加拆分点消除节点间裂隙。实验表明,该算法在保证地形表达速度的同时提高了模拟精度,对其他模型的LOD表达也是一种借鉴。     

一种MBR约束下的高分光学影像直角建筑物提取与标绘方法

针对高空间分辨率遥感影像中建筑物信息提取与标绘问题,提出了一种MBR约束下的高分光学影像中直角建筑物信息提取与标绘方法。首先采用多尺度影像对象分割与CART决策树分类技术,提取影像中的建筑物区域;其次用Candy算子提取出建筑物的粗轮廓,并将其转化为点集形式表示;然后通过轮廓点集计算建筑物最小外包矩形(MBR),对建筑物的轮廓进行分段拟合与优化;最后通过交点方向决策器确定建筑物的角点,依次连接各角点实现建筑物的标绘。通过计算建筑物的面积与周长,确定周长相对精度为93.3%,面积相对精度为96.1%,本文方法可以有效提高建筑物的标绘精度。     

融合多时相高分影像的建筑物轮廓优化方法

针对高分影像建筑物提取存在错分和漏分等问题，常见的单幅影像矩形轮廓优化由于投影差、树木和阴影遮挡等问题边缘准确度不够，本文提出了一种融合多时相建筑物轮廓优化方法。首先，将两期高分影像进行匹配等预处理，利用基于偏移阴影分类验证提取建筑物初始结果。然后，分别获得两期影像中各建筑物轮廓的最小面积外接矩形，并对同名建筑物的最小面积外接矩形的各对应角点进行匹配。最后，通过对比两期影像的对应最小面积外接矩形的对应边上建筑物像素点的数量，选择像素点数量多的边作为适宜边进行平移以获得最优边，四条边都是最优边后进行直线正交得到最终符合建筑物原始形态的轮廓。试验结果表明，本文方法相比传统方法和其他轮廓优化方法在精确度和完整度上均有提高。     

不规则三角网(TIN)在流域坡面汇流分析中的应用

数字高积模型（DEM）的地形解析能力在提取地貌特征中的应用已经十分广泛，流域的坡面汇流分析及径流的数字模拟工作也随之展开。但是目前分析中常用的方格网络模型、等高线网络模型和不规则三角网络模型在应用中都存在着很大的缺陷，因此本文提出了一种融合方格网络和等高线网络的DEM－TIN网络模型，该模型具有上述三种模型的优点。同时以DEM数据和数字线划图（DLG）为基础，设计了这种模型的简易生成算法。     

TIN-based Tag Map Layout

With the widespread use of tag clouds, multiple map-based variations have been proposed. Like standard tag clouds (also called word clouds), these ‘tag maps’ all share the basic strategy of displaying words within a ‘geographic space’ and scaling the word size to depict frequency (or importance) of those words within some dataset. While some tag maps simply plot a standard tag cloud on top of a map, the subset of tag maps we focus on here are those in which the collection of words are displayed within bounded geographic regions (often of irregular shape) that the words are relevant for. For this form of tag map, map scale and polygon shape add constraints to word size and position that have not been considered in most prior approaches to tag map word layout. In this paper, we present a layout strategy for tag map generation that includes consideration of the shape and size of the geographical regions acting as containers for the tags. The method introduced here uses a triangulated irregular network (TIN) to subdivide the geographical region into many triangle subareas, with the centroid of each triangle being a potential location to centre a tag on. All the triangles are sorted by their area and all the tags are sorted by their weight value (e.g. frequency, importance or popularity). Positioning of tags is undertaken sequentially from most important (or frequent or popular) with potential locations being the TIN triangle centroids (tried from largest to smallest triangle). After each tag placement, the TIN is recalculated to integrate the tag centroid and bounding corners into the TIN creation. The limited whitespace in the geographical region, at any specific scale, is used fully by dynamically adjusting the font size along with the number and the direction of tags. The method can be applied to add tags within geographic polygons that are convex, concave and other more complex regions containing holes or islands.     

手持GPS测量面积变形误差研究

手持GPS有简单方便的面积计算功能。讨论了手持GPS面积计算的原理与方法。手持GPS计算面积时先将WGS-84坐标转换为高斯平面直角坐标,再以平面直角坐标求解面积。高斯平面直角坐标选择直角坐标系中央子午线离所测地区距离越远,误差就会越大。计算了相对误差并对面积计算结果进行了修正,结果表明:面积修正起到了减小误差的作用。     

三维激光扫描点云数据压缩方法

三维激光扫描获得的点云数据,其数据量比较大,通过分析三维激光扫描数据的特点,本文提出了两个数据压缩方法,分别为区域重心数据压缩法和基于三维TIN数据的共顶点数据压缩法,介绍了两种数据压缩方法的原理和实现过程,并对区域重心数据压缩法进行实例分析,得出了压缩结果。     

面向影像匹配的SUSAN角点检测

在分析比较现有角点提取算法的基础上,将SUSAN算法用于提取高分辨率影像的角点及影像匹配。针对试验中原算法在不规则纹理区提取大量冗余角点及对强边缘敏感等问题,提出按照影像局部和整体对比度的关系自适应计算灰度差阈值,使用矩形模板从边界上确定USAN区域(核值相似区)可能的范围,再检测角点的改进思路。试验证明改进后算法提取的角点位置更为准确,有效剔除了原算法检测结果中的冗余角点,提高了影像匹配速度。     

GIS中地籍宗地面积的方差分量估计

探讨在地籍宗地数字化的面积处理问题中,把已知面积数据和数字化坐标同时作为观测值的面积处理方法.采用方差分量估计,解决已知面积数据参与平差时的权的确定.通过实例分析,认为采用条件平差方差分量估计方法来对宗地面积处理,能够更加合理地调整已有面积与由数字化坐标得到的面积值之间的差异.     

复杂地形条件的地表面积计算软件开发

针对现有地表面积计算软件在计算复杂地形时操作异常繁琐,且所生成三角网为单边界三角网这一问题,开发了一种新的地表面积计算软件。采用C#语言,利用数字地图,按照三角网建立地面模式,通过三角网内高程内插、点坐标集判断和分类等方式,完成待测区域内地表的并行分块与三角网的重建,实现复杂地形条件下的多边界三角网的生成和地表面积的一体化计算,并将区域内各个三角形的编号和面积直接显示于计算机屏幕上。实验结果表明:该软件使用直观方便,操作简单,精度可靠,适用范围广,可以有效地减少计算复杂地形地表面积时的操作步骤,降低工作强度,并能输出面积计算结果的各种信息。     

Fast transform from geocentric to geodetic coordinates

 A new iterative procedure to transform geocentric rectangular coordinates to geodetic coordinates is derived. The procedure solves a modification of Borkowski's quartic equation by the Newton method from a set of stable starters. The new method runs a little faster than the single application of Bowring's formula, which has been known as the most efficient procedure. The new method is sufficiently precise because the resulting relative error is less than 10⁻¹⁵, and this method is stable in the sense that the iteration converges for all coordinates including the near-geocenter region where Bowring's iterative method diverges and the near-polar axis region where Borkowski's non-iterative method suffers a loss of precision. Received: 13 November 1998 / Accepted: 27 August 1999     

顾及非线性地形因子的地表面积计算

研究地表面积统计数学模型及其影响因素,消除不同分辨率DEM计算所得地表面积的差异,对综合利用多尺度DEM数据精确统计和监测地表面积具有重要意义。本文研究提出了一种顾及复杂地形因子的地表面积统计方法。该方法首先利用泰勒级数逼近原理对微观地形因子进行最小二乘估计,然后利用这些地形因子对DEM和多边形区域边界进行加密,最后利用加密后的DEM和多边形边界构建地表三角网统计地表面积。试验表明,在局部地形因子显著的山区或丘陵地区,使用不同分辨率DEM所统计的地表面积存在较大的差异,而顾及地形因子的地表面积统计方法可明显提高低分辨率DEM地表面积统计精度。     

基于GIS技术的人口空间展布方法

充分利用居民地对人口分布的指示作用,同时考虑居民地性质、规模对人口分布的影响,提出了一种基于"居民地重分类"的人口空间展布方法。首先根据居民地性质、规模等对居民地进行重分类,然后再根据统计方法求得各居民点类型的居住密度,从而获得人口的空间分布。以湖北省40多个县市作为研究区,采用该方法进行了实验,取得了较好的效果。