地球椭球面图斑面积计算方法探讨

针对地球椭球面图斑连线类型的非唯一性、椭球面梯形面积计算公式的多样性以及任意图斑面积计算精度控制的复杂性等问题,该文基于理论探讨与实例计算相结合的方法,明确了土地面积量算中适宜采用的椭球面图斑类型,测定了各椭球面梯形面积公式的计算精度,给出了任意图斑面积计算精度控制的新思路。研究表明:采用等角航线作为地球椭球面两界址点之间连线的等角航线图斑更适宜于土地面积量算工作;取至e~(10)项的乘积项椭球面梯形面积公式不仅精度高于其他两个理论上等价的近似公式,而且也高于精确计算公式;把割、补三角形看做特殊的椭球面大梯形,借助递归算法,提出了椭球面大梯形面积计算的新公式,这为椭球面上任意图斑面积计算及精度控制提供了新思路。     

基于ArcObject的椭球面图斑面积计算

研究了椭球面上面积的计算方法,利用了几何图形库中对于多边形的定义,在ArcObject中实现了椭球面图斑面积的计算。     

任意封闭区域面积计算方法的研究

随着我国新一轮土地大调查工程的启动,准确计算各行政区域的面积是一项必要的任务。本文在研究分析地籍测量中用解析法计算宗地面积方法的基础上,提出了在椭球面上利用封闭区域界址点的大地坐标精确计算任意封闭区域面积的方法,通过大量的实际数据试算,证明该方法计算模型正确、计算精度可靠,在计算中不存在投影变形误差和邻带坐标换算误差的影响。     

三调椭球面积计算工具设计与实现

第三次全国国土调查是一项国情国力的调查。为保证地类汇总的正确性,必须对每个图斑进行准确的面积计算。第三次全国国土调查技术规程中规定了汇总面积时必须使用图斑的椭球面积,椭球面积计算是三调数据库建设过程中的一个重要工作。为实现椭球面积计算的功能,通过对椭球面积计算公式、长边加密处理方法、控制面积平差的分析,调用ArcObjects开发接口,基于ArcGIS Add-in开发框架,使用VB.NET开发语言,开发了椭球面积计算工具,能够在生产过程中快速完成椭球面积计算。     

利用格网改正法计算椭球面面积

在对高斯投影面积变形定量分析的基础上,提出了基于高斯投影格网改正的椭球面积计算方法,实现了一次计算、长久受益。该方法直接基于高斯投影面积与已知的格网修正系数,可直接将高斯投影面积转换为椭球面积,计算简便、精度高。分别采用一个大图斑区域和一个小图斑区域进行了计算验证,结果表明,该方法能实现相对精度优于1/100万的计算结果,具有较大的推广价值。     

大地坐标系中多边形面积计算方法研究

面状地理实体的面积是重要地理信息之一,多边形常用来表示面状分布的地理要素。研究从CGCS 2000数字地形图数据计算多边形面积的方法。首先,基于辛普森积分公式,针对复杂多边形要素椭球面积计算改进了多边形椭球面积计算方法;其次,顾及地形起伏,提出了任意多边形要素表面积计算方法;最后,根据本文提出的方法进行试验。     

利用高斯投影地图反算图斑椭球面积的误差

对于调查中计算图斑的椭球面积误差,普遍认为边长是造成最终面积误差的主要因素,本文指出了存在问题。使用不同节点分配的图斑数据,本文对国土调查面积公式的计算误差进行了分析,提出了图斑节点对称性是影响面积公式误差主要因素的观点,通过几何推证和实例说明了该结论的正确性。根据图斑节点对称性,提出了面积误差影响因子概念,给出了对图斑进行误差预判和按规定精度控制面积误差的方法,该方法对图斑具有通用性。通过编程验证了该方法的可操作性和实用性。     

地球椭球面上区域面积的算法研究

指出目前计算区域面积时将地球表面作为平面的算法的不足之处,讨论在给定一个不规则凸区域的各个顶点经纬度的条件下,计算该区域投影在地球椭球面上的面积的算法,指出这种算法与前者相比更加精确与合理。     

椭球面上真3维坐标系在3维GIS中的应用理论及方法研究

不同于现有的GIS空间坐标参考系 ,本论文提出了地球椭球面上另一种形式的测地坐标系 ,并对其进行了严密的定义和多方面的论证。与大地经纬度相比 ,由于测地坐标以长度为度量单位 ,使椭球面上点位间距离和角度的解算公式形式简单、应用方便 ,从而大大地简化了椭球面上的繁复计算。大量的数据分析证明 ,采用测地坐标计算的距离、方位和面积能够达到相当高的精度。围绕测地坐标系在 3维GIS中的应用理论和方法展开了如下几个方面的研究。1 .冲出传统地图投影的禁锢 ,首次提出了在椭球面上建立DTM的原理和方法。这种椭球面DTM是在区域性椭球…     

基于地球椭球模型的符号形式的航迹计算法

分析了传统的航迹计算法存在的缺陷,为提高航迹计算精度,给出基于地球椭球模型的改进的墨卡托航法;从中分纬度的几何定义出发,导出地球椭球体上改进的中分纬度公式,在此基础上给出改进的中分纬度航法。本文所给算法公式均为符号形式,可以解决航海中不同参考椭球下的航迹精确计算问题。     

利用双重投影改进横墨卡托投影极区应用方法

针对球体横墨卡托投影与基于地球椭球体的导航设备结合使用存在误差以及传统椭球横墨卡托投影依据经差分带不适用于极区的问题，在分析双重投影可用于极区存在计算奇异和计算溢出问题的基础上，研究了一种基于双重投影的横墨卡托投影极区应用改进方法。首先利用函数等效变换和经线长度比计算公式推导出椭球投影到球体上的坐标变换、球体半径和长度比计算公式，然后利用分段函数的方法研究了球体横墨卡托投影计算公式，综合两个阶段给出了完整的坐标变换公式和长度比计算公式，最后推导了子午线收敛角计算公式。理论分析和算例仿真表明，该改进方法能够解决极区投影计算奇异和计算溢出问题，近极点地区长度变形较小，且与导航设备采用的地球模型一致，可消除由于地球模型不同引起的误差，提高航海绘算精度。     

资源卫星影像匹配粗差筛除算法设计与实现

针对影像匹配传统光束法模型的缺点,该文提出了一种基于不规则三角网(TIN)的局部面元粗差筛除算法。该算法从匹配点集出发,通过遍历TIN结点构建局部面元模型并计算坐标向量,然后根据向量的统计规则确定粗差及其限差,并完成匹配粗差筛除。基于ZY-1-02C卫星影像数据,对该算法进行了设计与实现。实验结果证明,该算法准确性、健壮性较好,具有良好的时间复杂度,可以避免传统算法的大量计算,提高遥感数字产品的自动化程度,也为误差处理理论提供了一个新方法。     

浅谈二次土地调查中各种面积的计算及应用

通过对椭球面积的计算公式与第一次土地利用现状调查的作业方法和精度评估作比较,对线状地物和零星地物的数学模型和作业方法进行分析,对各种面积的优缺点进行分析总结,提出改进的方向和利用方向。     

基于区域椭球法的似大地水准面精化研究与实践

GPS技术已经非常成熟,但是GPS高程属于大地高系统,而我国实际水准数据采用的是正常高系统。导致GPS高程不能直接运用,降低了GPS数据的利用效率。本文应用区域椭球的定位定向拟合方法,通过对椭球的定向进行调整,以消除椭球面相对于投影面的倾斜异常,并应用软件实现该转换。经在某工程应用中对比,得出区域椭球法具有可观的应用前景。     

Mapping the distributions of C3 and C4 grasses in the mixed-grass prairies of southwest Oklahoma using the Random Forest classification algorithm

The objective of this paper is to demonstrate a new method to map the distributions of C₃ and C₄ grasses at 30 m resolution and over a 25-year period of time (1988–2013) by combining the Random Forest (RF) classification algorithm and patch stable areas identified using the spatial pattern analysis software FRAGSTATS. Predictor variables for RF classifications consisted of ten spectral variables, four soil edaphic variables and three topographic variables. We provided a confidence score in terms of obtaining pure land cover at each pixel location by retrieving the classification tree votes. Classification accuracy assessments and predictor variable importance evaluations were conducted based on a repeated stratified sampling approach. Results show that patch stable areas obtained from larger patches are more appropriate to be used as sample data pools to train and validate RF classifiers for historical land cover mapping purposes and it is more reasonable to use patch stable areas as sample pools to map land cover in a year closer to the present rather than years further back in time. The percentage of obtained high confidence prediction pixels across the study area ranges from 71.18% in 1988 to 73.48% in 2013. The repeated stratified sampling approach is necessary in terms of reducing the positive bias in the estimated classification accuracy caused by the possible selections of training and validation pixels from the same patch stable areas. The RF classification algorithm was able to identify the important environmental factors affecting the distributions of C₃ and C₄ grasses in our study area such as elevation, soil pH, soil organic matter and soil texture.     

一种计算图斑净面积的新方法

在图斑净面积计算规则下,对地类图斑和线状地物两个图层的组织结构和相互关系展开研究,提出Arc-Map空间分析计算图斑净面积方法。采用实例验证了该方法的可行性和准确性,通过对比分析可以看出,Arc-Map空间分析法具有良好的使用和推广价值。     

椭球面三角形外心的地图代数解法

椭球面三角形外心到3个相邻顶点的大地线距离都相等。面向椭球面空间的外心大地坐标的求解对于椭球面Voronoi图的生成和椭球面Delaunay三角网的构造具有重要作用。利用基于地图代数理论的矢栅结合方法,首先基于地图代数测地变换建立高精度椭球面空间距离场,再通过边界跟踪配对确定外心所在的栅格范围,最后通过数值计算内插生成初始等距点并不断逼近外心的精确大地坐标。试验结果表明,采用本文方法求解的椭球面三角形外心大地坐标,在103~104 km跨度内其定位误差小于0.001m,且算法非常适用于海量空间数据的高精度快速计算。     

动态最小二乘支持向量机学习算法

针对大样本集的训练问题和动态训练样本的模型更新问题,提出了动态最小二乘支持向量机学习算法.该算法充分利用已建好的模型,逐渐加入新样本,并可删除位于任何位置的非支持向量,避免了矩阵求逆运算,保证了算法的高效率.大坝变形及电离层延迟两个时间序列的预报实例表明,该算法具有计算时间短、预报精度高的特点.     

应用延迟累加的微弱GPS信号捕获算法

针对在弱信号环境下传统算法无法进行捕获的问题,提出了一种改进算法。该算法在双块零拓展(double block zero padding,DBZP)算法的基础上,采用延迟累加的方法,首先将DBZP算法相关运算结果中被舍弃的部分暂存,然后对延迟1ms的接收信号进行相关运算,得到相应的相关运算结果,将其与存储的运算结果进行相干累加,并将相干累加结果作为捕获模块输出与门限值进行比较。改进算法在增加极少运算量的前提下,通过提高相关运算结果的利用率,增加了数据观测量。仿真结果表明,改进算法能够提高捕获算法处理增益,在捕获载噪比为17dB-Hz的信号时,检测概率能够达到91%。     

DEM支持下的单倾斜影像三维量测方法

提出了基于DEM的单张倾斜航片快速量测方法。该方法根据影像与建筑物之间的位置、姿态等特征，推导出单张影像量测数学模型及计算公式，并选择试验区域对本文算法的精度进行验证。试验结果表明，研究区内平面点位误差小于0.13 m，建构筑物每层的垂直误差约为0.11 m，能够满足城市规划与管理的应用需求，可为城市三维数据获取提供经验和借鉴。