基于网络模型的等高线群拓扑关系表示

等高线群拓扑关系的提取和表示是基于等高线的空间推理和地形特征挖掘的关键。在顾及地形特征的基础上,本文提出了一种拓扑关系网络来组织地理目标之间的拓扑关系,并进而提出分区二叉树、增量等高线树、等高线拓扑关系网三种拓扑关系网络来组织含未封闭等高线的复杂等高线群的拓扑关系,从而从根本上解决了等高线群的侧向不连续性,使基于等高线的空间推理更加简便和准确。     

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。     

根据地性绘制等高线的研究

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是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高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。     

利用树编辑距离的等高线拓扑相似性度量方法

已有的拓扑相似性度量方法主要通过目标之间拓扑关系统计均值的差值,衡量目标之间的拓扑相似程度,在拓扑变化复杂区域由于拓扑关系的增减互补易产生度量误差。为此,提出一种顾及拓扑结构差异的等高线群拓扑相似性度量方法;引入Zhang-shasha算法将等高线群之间的拓扑变化转化为等高线树之间的转换编辑操作;构建基于树结构的拓扑差异表达;并利用动态规划方法求解等高线树之间的转换编辑距离;进而量化度量等高线群间的拓扑结构相似度。模拟数据实验和真实数据实验表明,该方法顾及了拓扑结构差异,能够有效度量多源多尺度等高线数据之间的拓扑相似程度,减少度量误差。     

多尺度等高线簇拓扑关系定量表达方法研究

等高线拓扑关系定量表达对空间认知、地形特征挖掘、地图综合等至关重要。然而,已有研究多针对等高线树的生成及综合算法,缺乏等高线拓扑关系及其与尺度变化关系的定量表达,不同地貌类型其变化规律是否一致仍未知。为此,通过分带与投影转换、非闭合等高线拓扑检查与闭合及有向等高线树的构建等,发展了一种等高线拓扑关系定量表达方法。采用高山、中山、平原地貌60组多尺度等高线数据集,探究不同地貌类型的多尺度等高线拓扑指标及其随尺度变化规律的一致性。试验结果表明,相邻尺度等高线拓扑指标变化规律符合空间认知与推理,不同地貌类型多尺度等高线拓扑指标与尺度变化间关系可用同一个幂函数定量表达,该结论为基于多尺度空间相似关系等高线全自动综合的实现提供了理论支撑。     

傅立叶级数支持下的等高线多尺度表达模型

基于傅立叶级数提取等高线的特征向量,并提出了一种等高线多尺度表达的数据模型.对开等高线采用以首尾点连线作镜像处理的方式将其拓展成闭合曲线,进而将闭合曲线描述成弧长的周期函数,并将其表示为傅立叶级数.以一定阶次的傅立叶级数展开曲线与原始曲线形成的缝隙面积为依据,计算当前展开曲线的比例尺,建立傅立叶级数展开项数与等高线比例尺的对应关系.不同于传统的通过对曲线上点和弯曲的取舍来实现尺度变化的方法,通过控制傅立叶特征向量的长度来实现不同尺度的等高线表达.     

一种基于等高线树和Strip树的等高线拓扑一致性化简算法

提出了一种基于等高线树和Strip树的等高线拓扑关系一致性化简算法,该算法可完全确保等高线在化简后不会发生自相交和相互间的相交,且化简后的等高线顶点集合是化简前等高线顶点集合的子集。     

基于拓扑关系的等高线高程自动赋值方法

地面高程信息是地理信息的重要组成部分，主要通过对地图上的等高线进行数字化来获取。等高线的数字化包括获取其特征点平面坐标和高程值两个方面。本文讨论了闭合等高线之间的拓扑关系及其表示形成，给出了根据等高线的平面位置判定其拓扑关系的算法。在此基础上，提出并实现了一种自动获取闭合等高线高程值的方法。实验表示，本文所述方法是正确可行的。     

等高线空间关系的确定及应用

等高线空间关系的建立是取得较好地貌综合效果的关键因素之一.等高线之间的层次关系通常利用等高线树来表达,建立等高线树的关键步骤是如何将被图廓截断的那部分等高线闭合起来.提出一种比较可靠的闭合方法,根据相邻高程的等高线的拓扑关系,每条与图廓相交的等高线其闭合走向由其相邻较高和较低等高线的空间位置所决定,由此确定出等高线惟一的一种闭合方向,建立可表达等高线空间关系的等高线树,并用实验证明此方法的可靠性和有效性.     

三维约束四面体网格的拓扑关系描述

针对约束四面体网格(TEN)拓扑关系描述单一的问题,该文基于拓扑结构和拓扑关系两方面对约束TEN进行了组合拓扑关系描述。借助于点集拓扑理论,传统TEN拓扑关系被重新定义为基本拓扑关系、方向关系和位置关系,其中在位置关系中首次提出了基于矢量的描述方法;基本拓扑关系描述中以体-体关系为例分析了已有的8种拓扑关系,并据此提出了拓扑关系细化与筛选准则,以更准确地描述TEN的拓扑关系。通过分析可知,约束TEN的组合关系描述具有拓扑结构简单、易于描述与实现的特点。     

基于Delaunay三角网的等高线树生成方法

研究如何利用Delaunay三角网构建等高线树,提出一种新的等高线树生成方法。该方法充分利用Delaunay三角网在领域分析中的优势,通过两次利用Delaunay三角网来判明等高线的空间关系进而达到统一被图廓截断的等高线以生成等高线树的目的。本文将等高线作为约束边构建约束型Delaunay三角网,利用Delaunay三角网查找具有邻接关系的等高线,在此基础上结合邻近等高线的高程关系判明、识别,最终统一被截断的等高线;然后对统一后的等高线再次利用Delaunay三角网查找具有邻接关系的等高线对,利用等高线对的高程关系判断出其为父子关系或兄弟关系,据此将等高线插入到相应的位置,逐步生长成等高线树。同时给出了基于Delaunay三角网的等高线树生成方法的算法设计及试验结果。     

Progressive graphic simplification of contours based on spatial reasoning

This paper discusses the rules representing relief with contour lines and methods for automatically constructing relation of contour lines.Meanwhile,the improvement of existent methods for extracting the topographic characteristic points and lines is described.On the basis of this analysis,we propose a series of practicable progressive graphic simplification ideas of contour lines and concrete algorithms for the exception's handling.In this way,graphic generalizations of contour lines at different scales are integrated into one model that is convenient to implement,and in which contour lines' intersection in generalization can be controlled.     

Progressive graphic simplification of contours based on spatial reasoning

This paper discusses the rules representing relief with contour lines and methods for automatically constructing relation of contour lines. Mean-while, the improvement of existent methods for extracting the topographic characteristic points and lines is described. On the basis of this analysis, we propose a series of practicable progressive graphic simplification ideas of contour lines and concrete algorithms for the exception’s handling. In this way, graphic generalizations of contour lines at different scales are integrated into one model that is convenient to implement, and in which contour lines’ intersection in generalization can be controlled.     

等高线空间关系研究

地形图上等高线相互之间的空间关系是人们分析地形的重要依据,也是利用GIS模拟地形图认知能力的一个重要出发点在利用计算机模拟人们判读地形图的过程中面临的一个关键问题是：如何在计算机环境下有效地描述、表达及计算等高线空间关系,本文从空间认知的需求出发,在等高线空间关系分类的基础上,利用图论中的树结构(等高线树)形式化表达等高线空间关系,在Voronoi邻近的基础上建立了计算机可执行的等高线空间关系计算方法。     

等高线的空间关系规则和渐进式图形简化方法

详细讨论了等高线表达地形的规则和以此为基础自动建立等高线关系的方法,对地形特征点、线的提取改进了已有较成熟的方法,建立了一套实用的等高线图形简化的渐进式方法,并对其特殊情况的处理提 出了具体的算法。这种方法把不同比例尺跨度的等高线图形综合融为一体,易于实现,等高线图形简化时的等高线相交可在综合过程中控制。     

一种改进的等高线断点连接方法

介绍了几种现有的等高线断点连接方法,并在最小点对法的基础上提出了一种改进的断点连接方法。此方法在判断断点间距离大小之前先对等高线进行预处理,即将各条目标等高线自动赋予不同的颜色值,然后将图幅进行格网划分,在不同网格内搜索断点,根据颜色的差异及距离的远近自动进行等高线连接。此方法连接的准确率高于一般的断点连接方法。     

Generalization of Contours Using Deviation Angles and Error Bands

Abstract

In this paper a new approach for generalization of contours is described. The aim of this approach is to obtain both simplified and smoothed contours lying on a minimum number of characteristic points and inside the error bands. Characteristic points of contours are defined in relation to the skeleton lines of the terrain and determined using the deviation angles at the contour points. Error bands for contours are constructed by means of the steepest slope lines and the mean square planimetric errors at the contour points. The new approach is compared to the Li-Openshaw algorithm according to the experimental testing results.     

几何特性与流线追踪相结合的地形结构线提取法

以距离变换为主要工具,建立了能追踪任意点流水线的数字地表流线模型。利用等高线几何特性分析法和DEM高程信息找出等高线上的山谷点,并以此作为起点进行流水线追踪,同时,用流线与等高线的交点是否符合山谷点的几何特性来决定流线追踪是否结束。这样,将山谷点的水总是顺谷而下的自然物理特性与山谷点所具有的几何特性紧密结合,得到山谷点的流线就是所求的山谷线。实验证明,该方法能有效地解决地形特征线段合理连接的问题,能控制结构线提取的详略程度。     

利用Munsell-HCV模型进行顾及土地利用专题信息的多色等高线配色研究

为改善专题图色彩协调的配色效果,本文基于Munsell-HCV色彩调和理论提出一种与土地利用图斑色彩调和的多色等高线配色方法。将等高线调和配色问题分解为类属调和、秩序调和和色差调和三个子问题。首先根据专题图用色习惯设置等高线基本色调并建立等高线调和色域,然后采用Munsell调和秩序算法计算调和色区间中与各图斑普染色协调的颜色作为候选等高线调和色,在此基础上结合图斑和等高线分布的区域差异分析建立等高线配色优先级,并根据人眼对色彩差别的感受规律进行多色等高线的配色平衡。实验对比和问卷调查研究表明,采用多色等高线的调和配色方法在土地利用专题图制作中是可行的,并取得了丰富细腻的图面视觉效果。     

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。