一种自动生成等高线的快速处理方法探讨

等高线是地形图的重要组成要素之一,在各类比例尺的地形图测绘生产中,等高线主要通过传统航测技术生产而来,虽然这种方式能够形象地反映和概括等高线形态,但是其往往费时费力且对作业人员经验和素质要求较高。本文采用DEM生成等高线的方式,结合不同地形类别,分别采用直接对DEM生成等高线和对DEM平滑后生成等高线两种方式获取等高线,再对等高线进行平滑简化、取舍删除的方式,获取不同地形类别DEM生成等高线最优方案,从而提高等高线的生产效率。     

采用3D D-P算法的等高线三维综合实验研究

将等高线看作是由高程点以特定形式组织得到的空间三维线段,采用3维Douglas-Peucker算法从三维空间提取等高线上的主要特征点。根据等高线数据特点,对该算法进行等高线综合的几种方案进行实验讨论。实验结果和运算速度表明,采用3维Douglas-Peucker算法综合等高线具有广阔的研究前景。     

采用3维Douglas-Peucker算法的等高线综合

在数字环境下进行等高线综合是制图综合领域中的热点问题.将3维Douglas-Peucker算法应用于等高线综合,是从真3维的角度提取等高线上的特征点.首先根据等高线上高程点的空间分布特征.提出采用空间线规则排序方法组织空间点;引入了全局孤独指数解决综合过程中等高线之间的空间跳跃问题;然后通过空间内插引绘综合后DEM的等高线,从而实现等高线的自动综合.初步实验表明,采用3维Douglas-Peucker算法的等高线综合,从全局上保持了主要地貌形态并抑制了破碎的微地貌特征,具有良好的综合质量和制图效果.     

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。     

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。     

基于等高线表面估计法的LIDAR数据DEM提取

本文采用了一种新的利用LIDAR数据提取数字高程模型(DEM)的方法。该方法首先由原始LIDAR数据内插生成数字表面模型(DSM),然后根据DSM等高线闭合及相交情况,将等高线分为非地面等高线和地面等高线,最后内插地面等高线生成当前DEM,并采用迭代逼近的方法进行精化,生成最终的DEM。实验证明该方法可以适用于有一定起伏的地形表面,而且该方法原理简单,计算量小,切实可行。     

一种抗压缩的等高线数据盲水印算法

根据等高线数据的特点,提出了一种抗压缩的等高线数据盲水印算法。首先采用逐点前进法对等高线数据进行数据压缩,提取特征点,然后基于量化思想将水印信息嵌入在特征点的小数部分。实验结果表明,该算法具有较好的抗压缩效果。     

基于DEM生成等高线的方法

绘制等高线算法,分为等高线确定,等高线短线构成和等高线短线连接。首先确定每条等高线具体高程和等高线条数,根据等高线高程,划分各点所在地势级,找出地势变化处的点,在这些点的附近找出等高线经过处,内插出等高点,再将同一等高线上的两点连接成短线,短线连接是根据同一等高线上的点,高程相等又相互连接,在等高线短线中,找出高程相等,由相同坐标点的短线,将其逐个连接起来,便形成了完整的等高线。     

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。     

以等高线为特征约束的Delaunay TIN的构建

首先回顾了构建D-TIN常用的三种算法,然后采用改进了的凸包算法建立等高线离散数据点的无约束D-TIN,提出了基于影响域对角线交换的局部调整算法,运用该算法将等高线作为特征约束嵌入到D-TIN中,建立以等高线为特征约束的CD-TIN。     

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。     

利用内切圆内插等高线的算法

等高线内插在地图自动综合、地图数字化、三维地形重建等过程中都具有重要意义。许多等高线内插算法在等高线急剧变化以及闭合等高线处存在问题。在分析已有等高线内插算法优缺点的基础上,提出了一种等高线内插算法。该算法以等高线上的节点为圆心,建立与相邻等高线之间的内切圆来探测相邻等高线之间的空间关系,并获取等高线间的辅助线,进而内插出等高线,一方面弥补了已有等高线内插方法中的问题,另一方面有效提高了等高线内插的速度和质量。通过与其他内插算法之间的实验对比分析,验证了本方法的科学性和先进性。     

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.     

基于Model Builder DEM的明暗等高线绘制

以重庆市缙云山DEM为数据源,首先利用ArcGIS的Model Builder生成明暗等高线模型,然后导入重庆市缙云山DEM数据得到明暗等高线,最后根据明暗等高线属性字段设置受光面和背光面等高线颜色得到具有三维立体效果的明暗等高线地图。实验结果表明,根据DEM绘制得到的明暗等高线与缙云山实际地貌形态较符合,能真实反映缙云山的三维地貌形态,弥补了传统等高线表示地形立体感不强的缺点,同时空间建模也大大提高了等高线绘制工作的效率。     

等高线悖论与广义等高线定义的研究

根据等高线是地图上可视化的线并与地图比例尺密切相关的条件,推出了等高线悖论,即等高线是地面上一定范围内高程相等或不相等的点的连线在水平面上的投影。提出了点元概念,推导了等高线是地面上的等高点元集在地图平面上的同胚或拓朴映射的广义等高线定义。本定义包容了传统的等高线定义并可解释制图综合规律。因此,广义等高线定义更适用于等高线可视化的地图应用环境。     

地形图等高线成组综合的试验

本文在讨论制图自动综合一般问题的基础上,着重分析了两种等高线自动综合的技术路线存在的优缺点。笔者提出,采用模拟人类专家智能的方法,从二维的等高线输入数据出发,提取地貌结构信息,从而对等高线进行成组的综合,直接形成经综合的二维等高线输出数据,有可能获得较为简捷,效果良好的综合结果。在对这条技术路线进行实验的过程中所涉及的人工智能问题,主要包括:对无序数字化等高线数据的整理、等高线上重要特征点的识别、正负向地貌特征的确定、谷地点的选出、谷底线的自动跟踪、谷地重要性的计算、谷间距的自动量算、对称谷地的寻找、综合后图形的生成等。     

基于等高线树的洼地判别方法

等高线是地形图的重要要素,通过等高线的高程、空间或层次关系可以进行各种地形地貌的判读。等高线的层次关系通常利用等高线树来表达,本文使用了AcrObjects构建等高线树,并在等高线树的基础上,提出了一种自动判别洼地曲线的方法。     

基于LiDAR点云自动生成等高线的方法研究

在地形图测绘中,等高线的获取有多种手段,但其方法都较为传统,费时费力,精度也不尽如人意。随着机载激光LiDAR的出现,利用其高精度的点云数据快速获取等高线是一种很好的途径。本研究利用机载LiDAR系统采集的点云数据,通过对点云数据处理,分别使用Global Mapper,GeoTIN,JX-4C,Tindem,VirtuoZo和TerraS-can等六种软件生成等高线,通过分析、比较,找出最为科学、合理的方法。结果表明,在采用Tindem生成等高线时,设置合适的参数,就能生成符合地形要求、质量最佳的等高线。     

大比例尺地形图中陡崖表示方法的探讨

结合武汉市锅顶山地形图绘制的过程,对大比例尺地形图中陡崖的表示方法进行了探讨,对采用陡崖符号与等高线相配合表示陡崖的方法进行了实验,讨论了该表示方法的适应条件,提出了采用等高线表示崖壁时根据陡崖比高灵活选择等高距的看法。     

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。