地貌及等高线表示的分解定理与表现定理

随着计算机制图和GIS的迅速发展，对于有着广泛应用的地貌形态特征问题，提出了进一步加以科学、系统、深入定量研究的迫切要求，以便获得更科学、合理的应用。作为一个系列研究的开始，首先要解决用2维空间的等高线表示3维空问地貌形态的科学性这一问题。为此，文中引入了地貌截影及截地貌的概念，通过地貌分解定理与表现定理的证明，以及等高线、地貌截影和截地貌三者之间的等价关系的论述，最终从数学上解决了上述基本问题，为今后的深入研究奠定了基础。     

基于等高线数据的地性线追踪技术研究

通过研究特征点的提取技术和建立系统的特征点匹配的数学模型，研究了基于矢量等高线数据的地性线的自动追踪技术，利用所述方法，提取的特征点完整，准确；理论和实验表明，所建立的数学模型简捷，实用，有可靠的数学理论基础，且地性线追踪效果良好。     

地貌及等高线表示的分解定理与表现定理

随着计算机制图和GIS的迅速发展,对于有着广泛应用的地貌形态特征问题,提出了进一步加以科学、系统、深入定量研究的迫切要求,以便获得更科学、合理的应用.作为一个系列研究的开始,首先要解决用2维空间的等高线表示3维空间地貌形态的科学性这一问题.为此,文中引入了地貌截影及截地貌的概念,通过地貌分解定理与表现定理的证明,以及等高线、地貌截影和截地貌三者之间的等价关系的论述,最终从数学上解决了上述基本问题,为今后的深入研究奠定了基础.     

地貌特征点的数学描述与分析

在用等高线表示3维空间地貌形态的科学性这一问题得到解决之后,自然想到如何用数学的方法来描述地貌的各种特征点。地图中的峰、谷、鞍点对应着二元函数的极大值点、极小值点以及马鞍点,首先从地貌函数的二阶方向导数入手给出了判别它们的一个基本条件,并且给出了判别它们的一个较强的充分性条件的简捷证明。然后从概念出发,用函数分析方法首次给出了地性线的宏观定义和微观定义,同时还给出了地性点的科学定义、性质以及与等高线曲率极值点的关系定理和证明。     

地貌特征点的数学描述与分析

在用等高线表示3维空间地貌形态的科学性这一问题得到解决之后,自然想到如何用数学的方法来描述地貌的各种特征点。地图中的峰、谷、鞍点对应着二元函数的极大值点、极小值点以及马鞍点,首先从地貌函数的二阶方向导数入手给出了判别它们的一个基本条件,并且给出了判别它们的一个较强的充分性条件的简捷证明。然后从概念出发,用函数分析方法首次给出了地性线的宏观定义和微观定义,同时还给出了地性点的科学定义、性质以及与等高线曲率极值点的关系定理和证明。     

利用点重要性序列的等高线间接综合

在等高线综合方法中,基于三维（3D） Douglas-Peucker(3DDP)算法的等高线间接综合具有良好的应用前景。3DDP算法是通过设置阈值达到删除地表次要点、保留主要点的目的,然而这种通过阈值更新的方式来获得目标综合尺度所需保留的点集,影响了等高线间接综合的效率,且未考虑点被选取时的语义信息。因此对3DDP算法进行修改,并将基于“最佳位置”收敛法提取的结构化地形特征线作为综合约束,提出一种利用点重要性序列的等高线间接综合方法,即在不删除任何点的情况下,根据点的几何与语义权重计算其重要性值,形成包含所有点的重要性值从大到小排列的一个点重要性序列,并从该点重要性序列中确定目标综合尺度所需保留的点集,从而实现等高线间接综合。实验表明,所提方法不仅能够提高等高线间接综合的效率,而且还能有效地防止等高线拓扑关系的变异。     

地形特征约束的等高线群渐进式简化方法

为保留等高线群简化过程中的地形特征信息,研究了一种等高线群渐进式简化方法。首先,从等高线数据中提取地形特征点及地形特征线;将提取的地形特征点和特征线作为约束条件予以量化,并作为控制变量;再依据渐进式图形简化的思想,利用控制变量对等高线上的非特征点、特征点、特征线及其关联的弯曲进行渐进式取舍,从而实现等高线群的动态简化。实验结果表明,该方法能够有效地保持地貌形态特征,同时提高了简化过程的智能化程度。     

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。     

大比例尺数字测图中等高线的绘制

对大比例尺数字测图等高线绘制中经常出现的问题进行了探讨,提出了解决方法,为基层测量人员解决等高线测绘中遇到的常见问题提供借鉴。     

离散曲线演化及等高线剖分山脊山谷线提取

针对地貌图形中提取山脊山谷线的现有方法大都偏于随机性和局部性的问题,文章提出了一种基于离散曲线演化(DCE)和等高线凹凸包分割的提取方法:依据"整体抗噪、局部关联"的原则,将离散后的等高线数据进行全局DCE演化,标记点的整体重要性级别;然后对等高线进行凹凸包分割,并在局部凹凸包上根据"包点对应性"提取出重要性级别最高的点作为特征点;最后根据等高线间建立的拓扑关系,依据流水模型,在凹凸一致性、距离、方向角、重要性级别等因素的限制下对特征点进行连线。实验结果表明,该方法能较好地提取山脊山谷线,有效减少噪声的影响和特征点连接的错误。     

利用VRML技术从数字等高线生成三维地貌的研究

本文在实验的基础上，探讨了利用VRML技术从数字等高线生成三维地貌的一种格网方法。这种方法从数字等高线中按格网提取高程点信息，并使用VRML的ElevationGrid节点生成三维地貌。实验中按照这种方法编写了从MIF／MID文件格式的数字等高线生成三维地貌的程序。     

平原地区点云数据处理对等高线生成的影响研究

高精度的激光点云数据带来高精度数据产品的同时,也带来了较难解决的问题。本文结合项目生产经验,研究探讨了平原地区点云精度对等高线生成的影响及解决方法,为基于点云生产等高线提供一定的解决方法和思路。     

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。     

利用等高线数据自动生成地性结构线的算法研究

地性线数据是关于DEM精确建模、制图综合的重要地理信息数据。在对基于等高线数据自动追踪地性线算法进行分析比较的基础上，提出一种简单实用的地性线自动追踪算法，并给出实验结果。     

基于Delaunay三角网的等高线骨架提取算法

根据等高线数据直接建立不规则三角形网络模型往往会在山顶、山底、山脊和山谷等特殊地区出现＂平三角形＂,导致模型失真。文中基于Delaunay三角网,通过对＂平三角形＂的处理,提取骨架线,并结合地形特征估计其高程值。实验证明该算法能够有效地提取各种地形骨架线,对于建立逼真的数字地面模型和进行数字地形分析具有重要应用价值。     

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.     

基于等高线的地形线提取及地形建模

地理信息系统中存在许多等高线文件,如何利用等高线文件进行建模来节省人力物力已经变得很重要。本文利用C#语言调用ObjectARX托管封装类进行编程,建立AutoCAD建模命令,在AutoCAD环境下调用建模命令实现自动建模,提高数字化成图的效率。     

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。     

基于等高线的地形特征线提取研究

针对数字化等高线数据,研究地形特征线的提取。总结了地形特征线提取的判断依据和相关方法;提出采用曲线弯曲原理和分析方法对等高线数据进行地形线自动提取的方法,采用整体分析与局部分析相结合的方法提取特征点,按属性连接地形线的实现过程。对自动生成的山脊线和山谷线进行适当的人工编辑,最终得到比较准确的地形特征线。     

一种基于等高线的地形特征线提取方法

地形特征包括地形特征点和特征线,是进行地貌分析与处理的基本对象,也是地貌结构化综合的重要内容。提出并实现了一种新的等高线特征提取方法。该方法通过对等高线进行凹凸段划分,获得等高线特征段(包括凹段和凸段,分别对应山谷和山脊),利用最大角作为约束条件,利用特征段的边作为约束边对所有特征段构建约束型Delaunay三角网。然后,获取特征段CDT的骨架线作为局部特征段的地形特征线树,并将每棵地形特征线树的叶节点作为相应特征段上的特征点。最后,利用特征段及其CDT对特征点进行匹配,完成地形特征线的追踪,生成地形特征线。