断裂地形的处理及三维显示

网格DEM建模时应考虑地形断裂线等特殊地形。基于杨赤中插值法,提出了判断及处理地形断裂线之上和两侧的网格点、离散点位置关系的算法以及断裂地形三维显示的方法,通过实例验证了该方案的正确性和可行性。     

机载LiDAR点云的双阈值自动提取断裂线方法

提出了一种基于机载LiDAR点云的双阈值断裂线自动提取方法.该方法首先将机载LiDAR地面点云数据按照高程重采样为距离图像,用双阈值方法提取出概略断裂线;再结合原始地面点云用基于平面对的分段构造法对概略断裂线进一步求精.实验表明,该方法能够比较精确地从机载LiDAR地面点云中自动提取出断裂线.     

高精度DEM建模的加权径向基函数插值方法

在数字高程模型（digital elevation model,DEM）建模过程中,经典空间插值方法均没有考虑断裂线附近的局部地形特征影响,使得断裂线局部区域高程被平滑,从而导致地形特征失真。为了解决该问题,构造了一种顾及断裂地形特征的定权方法,并以径向基函数（radial basis function,RBF）为插值算子,提出了加权径向基函数方法。首先通过捕捉每个采样点的结构张量,自适应计算采样点与待求点的距离,然后利用该距离对每个采样点赋予合适的权重,最后利用加权插值实现DEM建模。以10组国际摄影测量和遥感学会公共数据和1组山体滑坡区域的机载激光雷达点云数据为例,利用所提方法构建样区DEM,并将计算结果与标准RBF及传统插值算法（如反距离加权法、克里金法、约束不规则三角网法）进行比较。精度分析表明,不论采样点数为多少,所提方法计算精度均优于其他插值方法;对DEM山体阴影图分析表明,相较于传统插值方法,所提方法能较好地保持断裂线局部地形特征。     

利用地形开度算子自动提取激光雷达点云断裂线

基于机载激光雷达（LiDAR）点云生产高质量的数字高程模型（DEM）,需要地形特征线的约束。本文针对现有断裂线提取算法仅仅考虑了地表的局部变化,错提取率高的现状,从人工解译的角度出发,引入地形开度（topographic openness）作为一种定量描述地表整体变化的地形特征,提出了基于地形开度的断裂线自动提取算法。首先将原始地面点按高程采样成距离图像,然后通过地形开度算子获取地表的主体结构变化,最后结合形态学算子和边缘提取算子提取断裂线种子点并跟踪断裂线矢量。试验结果表明,该算法无需人工干预,能够快速提取较完整的断裂线。     

基于梯度方向的格网DEM的断裂特征线生成

本文按照断裂地形局部区域的变化特性建立数学模型,先获得表示断裂带边缘候选特征点,然后按梯度最小方向搜索和局部区域特征线唯一性的地形特征超关系(TCHR)原则连接分别得到地形断裂区域的上下沿特征线并形成对偶。具体试验中,我们针对海底地形中台地区域的DEM进行分析和提取,取得了实际地形吻合得较满意的断裂特征线。进一步研究,我们将根据面向对象的思想,生成相应独立不规则但具有自适应能力的断裂面对象,再根据断裂面内部高程变化的特殊情况和做断裂面对象所独有的结构特征提取,再处理断裂面区域内特征与相邻DEM区域特征的连接与融合从而得到既具有DEM普遍性又兼顾断裂面特殊性的整体地形结构特征。     

顾及地形断裂线的LiDAR点云滤波方法研究

针对山区LiDAR点云的特点,对TIN滤波算法的三个重要环节进行了改进:1利用一种简单、快速的随机化格网搜索算法来获取更多的精确初始地面点;2提出一种地形预测角的判断准则来提高地形断裂线附近区域的滤波精度;3对每个激光脚点设置加密优先级,并在滤波过程中动态调整优先级大小,优先级高的激光脚点先进行判断,加密优先级的引入提高了TIN滤波算法对地形的适应性。最后,采用两块分布有大量地形断裂线的山区数据进行实验验证,并与传统的TIN滤波算法进行比较分析,结果表明,改进后的TIN滤波算法可以有效地保留山区的地形断裂线特征,提高了算法在山区的滤波精度。     

滑动聚束模式SAR影像干涉处理方法

合成孔径雷达聚焦成像时,因地球旋转和传感器姿态控制误差而产生的非零多普勒中心在聚焦影像方位线中引入了线性相位,因此在干涉处理时方位线不能作为基带信号进行重采样。为了确保相位信息在重采样过程中不出现损失,一般采用内插核调制的方法完成方位线重采样。滑动聚束模式影像因成像的特殊性,聚焦影像的多普勒中心分布更加复杂,其方位线为时变信号。分析了滑动聚束模式影像点目标的多普勒历程,多普勒中心在方位线的变化规律,时变信号的内插方法,并通过模拟实验验证非零多普勒中心对内插精度的影响,最后对DORIS软件重采样环节进行改进,即采用新的多普勒中心表达式对内插核进行调制完成影像重采样,实现TerraSAR-X卫星滑动聚束模式影像的干涉处理。     

一种采用基础矩阵描述的核线影像生成方法

设计了一种采用基础矩阵的立体像对核线影像制作方法,由基础矩阵来描述影像间的相对方位关系,避免了相对定向过程中复杂的迭代过程。通过稀疏匹配获取高精度的同名点,由基础矩阵确定每组同名点对应的同名核线,根据核线必相交于核点的原理,采用最小二乘法确定左右影像的核点坐标;然后根据核点坐标完成影像间核线的快速映射,沿核线方向采用双线性内插法进行核线重采样,完成核线影像制作。采用多组影像进行核线影像制作实验,对生成的核线影像进行同名特征点提取与匹配,结果表明采用该方法制作的核线影像上下视差较小,验证了方法的有效性。     

多重提纯算法约束的图像特征点匹配

针对特征点匹配准确度和效率不高的问题,提出了一种多重提纯算法约束下的特征点匹配方法。采用影像的SURF特征点作为匹配基元,利用比率、对称性和基于极线约束的随机采样一致性3种算法进行图像特征点提纯和匹配。实验表明,该方法能够消除大多数的错误匹配,弥补了单一匹配算法的不足,具有较高的准确性和效率。     

垂直剖面法自动提取山脊线和山谷线

山脊线和山谷线的提取意义重大,研究的方法也很多。本文提出一种新的地性特征线的提取方法———垂直剖面法。该方法针对山脊线和山谷线的地性特性,构造垂直剖面线,在山体延伸方向上截取一系列的点,对邻近的高程值相等的各点进行合并筛选,采用各点比较的方法获取特征点,建立数学模型对其特征点进行匹配,获取地性特征线。     

DEM数据辅助的山脊线和山谷线提取方法的研究

从数字化地形资料中自动提取山脊线和山谷线的技术在测绘、工程设计等方面有着重要的意义。本文对现有的山脊线和山谷线自动提取的方法进行深入研究后 ,指出充分利用数据中所含有的地形信息是正确提取山脊线和山谷线的有效途径 ,那种试图仅依靠二维等高线形态分析的方法很难得到理想的结果。依照该思想本文设计出了一种基于DEM数据辅助的山脊线和山谷线提取方法。该方法先利用等高线数据建立区域地形概略DEM ,然后借助三维地形分析的技术辅助进行山脊线和山谷线的提取。文后通过实验验证了该方法的有效性 ,它所提取的山脊线和山谷线与实际地形相符合。     

一种有效提高DEM建模速度的方法设计及实现

文中利用动态数据链表的技术 ,为等高线数据重新设计了一种数据结构和检索方法 ,从而实现了内存中有效地操作等高线数据 ,使基于矢量等高线数据的 DEM建模速度得到了显著的提高     

一种基于DEM的高程最优路径选取算法及其实现

针对当前GIS道路选线缺乏定制化的问题,本文设计并实现了基于DEM的高程最优路径选取算法,该算法将高程作为道路选线因素,以匀坡作为选线标准,采用上下行算法和内分插值算法进行道路选线。基于ArcGIS Engine平台,对设计的算法进行了编程,最终实现了卓呼线的自动选取。实验证明,该算法可以利用DEM格网点高程自动绘制匀坡线,从而生成高程成本最优路径。同时,该算法时间复杂度较低,计算速度快,健壮性良好,运算成果正确,不失为一种快速的道路选线新方法。     

地形开度和差值图像阈值分割原理相结合的黄土高原沟沿线提取法

鉴于地形正负开度对地貌的良好表达且具有分析尺度灵活性这一重要特性,本文提出一种借助地形正负开度及其差值图像阈值分割的黄土地貌沟沿线提取方法。首先,计算DEM的地形正负开度,对正负开度进行差值运算以得到开度差值图;然后,对开度差值图进行阈值处理以得到研究区正负地形空间分布特征;最后,借助数学形态学原理完成对二值化开度差值图正负地形边界——沟沿线的自动提取。试验采用高分辨率DEM数据对陕西洛川塬部分地区进行沟沿线信息提取。结果表明,与其他提取技术方法相比,该方法不仅增强了地貌基本形态特征在沟沿线提取过程中的作用与影响,同时也在一定程度上实现了沟沿线提取的精确化和自动化。     

基于线模型的数字高程模型表达方法研究

数字高程模型的地表构建模型都是基于局部区域的,表现为用某个多项式来表达局部区域的地表面。本文指出了这种基于面的插值模型的缺点,提出了基于线模型的数字高程模型地面表达方式,并针对规则格网和不规则三角网提出了不同的线模型参数表达方法,最后提出了线模型的数据存储方式以及其在地形分析中的应用前景。     

在AutoCAD环境下建立DEM及其在工程中的应用

在施工测量中,利用常规方法绘制施工区小范围的原始和竣工地形图并进行工程计量工作,不仅效率低,且精度不高,不能满足要求。文中首先讨论怎样在AutoCAD环境下用VLISP语言建立小范围的DEM数字高程模型及自动生成等高线,实现了通过AutoCAD平台编辑DEM和等高线以及进行三维显示;最后讨论DEM在工程中的应用。     

GPS测时在电力系统中的应用

介绍了利用GPS测时及时间传递的几种方式，详细地讨论了GPS用在电压相角测量，输电线路故障定位以及线路网损和电能结算系统几个方面的应用原理，设计出应用的方案，并得到部分结果。     

一种基于嫦娥一号CCD影像的影像匹配方法

月球测绘是完成月球探测任务的基础保障。这里提出了一种适合于CE-1获取的CCD影像的多尺度约束自动匹配方法。首先利用SURF算子提取影像上特征点;然后进行基于准核线和最小欧式距离约束的影像匹配;最后采用随机采样算法对误匹配点进行剔除而得到同名点信息。实验结果表明,该匹配方法提取的同名点有利于CE-1月球影像DEM的生成。     

基于高差分块的河流区域DEM自动赋值方法

DEM生成中面状河流区域DEM格网点高程应与所在水域面高程保持一致,这一问题目前尚没有一个好的解决方法。根据地形图中等高线与河流水域面特殊空间关系特性,提出了基于高差分块的河流区域DEM格网点高程自动赋值方法。该方法采用河流水域面裁剪等高线,然后对分块多边形自动构面,自动提取分块区域高程,最后对分块区域DEM格网点高程自动赋值。实践表明该方法处理后的DEM数据比未经处理的DEM更符合河流水域面地表形态,精度更高,具有良好的实用性和可靠性。