基于栅格数据道路选线模型算法的应用研究

本文主要介绍基于GIS栅格数据计算最优道路路线问题的算法设计原理和实现方法，本算法有自己独特的特点，它主要是根据坡度分级费用、最大坡长、最大纵坡和选线范围等限制条件，运用费用栅格矩阵法计算最优道路路线。本文最后给出一个示例，以验证道路选线模型计算结果的正确性。     

MapX支持下道路网络拓扑结构构建方法

对于一个实用的车载导航系统,最优路径规划是其必备的十分重要的功能,而道路网络拓扑结构的构建又是最优路径规划的基础.对基于MapInfo的道路网络拓扑结构的构建算法进行了初步的研究,设计了表达道路网络拓扑结构的数据结构,并在MapX控件支持下在VC 6.0环境下完成了该算法的实现.     

国家1：50000数字高程模型更新与精化

针对国家1：50000数据库更新工程的迫切需要．研究制定了基于更新版1：50000地形数据的数字高程模型更新生产技术路线,设计提出了全新的地形特征信息自动提取算法、基于栅格运算的DEM内捕算法等,研制开发了实用化的生产软件系统,实现了国家1：50000数字高程模型的快速更新与精化。     

3DGIS在公路设计工程中的应用

为了优化公路设计方法,探索了3DGIS技术在公路设计工程方面的应用。从公路设计中的道路选线优化、新设计道路的三维可视化以及土石方工程量的计算等几个方面研究了数字高程模型（DEM）与ArcGIS的三维分析模块在公路设计中的应用。再现了带状数字地面模型,为道路的平面选线工作提供了准确快速的坡度、坡向分析方法,通过行车模拟对道路设计效果进行评价。3DGIS技术辅助公路设计,使得公路设计方案更为直观、科学。     

地形特征提取的一种简易算法

地形特征作为基本地理要素,从DEM数据中提取其隐含的地形结构信息是非常重要的。本方法采用距离倒数加权法建立格网DEM,提出一种直接比较高程值来提取地形特征的简易算法,并利用差分算法计算坡度和坡向,通过V isual C++软件平台,编程实现格网DEM地形特征的自动提取,进行三维立体显示。该算法易于编程实现,数据结构简单,程序运行效率高,提取结果与真实地形基本拟合。     

DEM技术在景观工程道路选线中的应用

数字高程模型(DEM)既是二维地理空间上具有连续变化特征的地理现象的模型化表达和过程模拟,又是空间起伏连续变化现象的数字化表示和分析工具的集合。道路工程是DEM应用最早的领域。在道路勘测设计中,通过高精度DEM,可以进行平面、纵断面的交互定线,横断面的自动生成、土方计算与调配、道路的多方案比选,并通过设计表面模型和DEM叠加,实现道路景观模型及动画演示,从而对设计质量进行评价,并对拟建道路与周围环境的协调状况进行分析。     

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。     

基于DEM的水系自动提取算法研究

基于数字高程模型（DEM）的水文信息自动提取,是进行水文模型研究的重要组成部分,利用 DEM数据进行快速而正确的提取信息将大大提高水文模型的应用效率,为更好地完成水文、地质分析提供保证。对利用DEM获取水文信息的洼地填充算法、水流方向计算算法进行分析研究,并通过编程加以实现,最后将水系提取进行了测试,与ARCGIS中的实现结果对比,结果较一致、实现效率较高。     

基于GIS的复杂环境空间通达性预测方法研究

在野外无拓扑道路的空间环境中进行快速行军和野外抢险工作时,快速准确地实现空间目的点最佳路径的构建,是提高行军和抢险效率的关键。针对复杂空间环境中路径搜索问题,提出了一种基于GIS的复杂环境空间可达性预测方法。引入高程、坡度、植被等地形因子,通过对地形因子权重关系的分析,实现算法的改进。利用GIS技术结合改进A*算法,实现对空间地域通达性的预测,为空间复杂环境中的最佳路径搜索和选择提供决策支持。以桂林市某山区地形DEM数据为例,采用改进A*算法实现空间最佳路径的分析和计算。仿真和实测结果表明,该方法具有一定的实用性。     

数字高程模型格网间距对提取地形因子的影响研究

数字高程模型(DEM)作为地面高程信息的数字表示形式,在地学研究领域得到了广泛应用.本文通过对DEM基本原理及其现有表示形式进行分析,提出了数字等高线也是DEM表示形式的观点.随后通过选取4种不同地貌类型的规则格网DEM作为实验区,分析研究了DEM格网间距对坡度、坡面曲率、地表切割深度、地表粗糙度和沟谷密度等地形因子提取的影响,为人们根据地貌类型和应用需求合理选择DEM分辨率提供了参考.     

基于排序预处理的等高线提取算法

从规则高程格网中自动提取等高线是地理信息系统以及计算机制图的基本功能。针对当前高程格网数据的海量性,在以往工作的基础上提出了基于常规顺序索引和桶式索引的等高线提取算法。在具体实现中与以往工作提出的基于区间树的算法进行了详细的效率比较,认为桶式索引在预处理效率、查询效率和占用空间等各方面具有较大优势。最后给出了进一步工作的内容。     

The effect of some upscaling procedures on the slope derived from digital elevation models

Digital elevation models (DEMs) and their derived parameters play an important role in geosciences. When upscaling, the influence of the upscaling procedure on the accuracy of DEMs' derived parameters has not been systematically studied. In this study, slope is taken as an example to explore the effect of upscaling procedure on the accuracy of DEMs' derived parameters. The meaning of upscaling is converting the data from finer resolution to coarser resolution. The two upscaling procedures of EES (elevation to elevation first, then elevation to slope) and ESS (elevation to slope first, then slope to slope) combined with four aggregation rules of maximum, mean, median, and minimum were used to obtain the slope result at the desired resolution in plain, hill, and mountain areas. From the experimental results, it can be concluded that the upscaling procedure significantly affected slope accuracy at the desired resolution. To obtain the slope result with higher accuracy during upscaling, it was recommended that the upscaling procedure of ESS combined with the mean or median aggregation rule was adopted whatever the terrain complexity. This study can be applied for the selection of upscaling procedure and aggregation rule in the upscaling of slope and it warns us to pay more attention to the upscaling procedure when obtaining the DEM‐derived parameters at multi‐resolutions.     

结合分段三次多项式与Akima法的等高线平滑方法

实际地形一般是连续变化的。根据数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)自动绘制的等高线由折线段相连而成,需要进一步平滑,以便更准确地描绘出实际地形的分布。结合分段三次多项式与Akima法来对等高线进行平滑处理。实验证明该方法效率高,结果满意,达到较好的平滑效果。     

结合多源数据的路域精细DEM建模方法

探讨了道路施工造成的路域DEM变化区域的精细DEM建模方法。该方法首先把二维道路设计成果处理成三维的特征线要素,构建初始TIN;其次应用统计分析的方法内插求出实测点云中各点在初始TIN上的高程和实测高程之间的差异进行统计分析,验证并修改失真的三维特征线要素;然后与选取的少量地面观测点云构建变化区域的DEM,最终实现了路域变化区域精细DEM的构建方法。以杭瑞高速毕都（毕节至都格）段的道路设计成果和局部三维激光扫描数据为例开展了试验研究,研究表明该方法建立的路域DEM精度高、成本低、观测方式灵活,可广泛推广应用。     

QUALITY CONTROL OF PHOTOGRAMMETRICALLY SAMPLED DIGITAL ELEVATION MODELS

The object of this paper is to study the geometric accuracy of photogrammetrically sampled digital elevation models (DEMs)obtained by using an on line graphical DEM editor. As a reference, DEMs obtained by regular grid measurements have been used. Three different test areas are used in the study, each representing different ground types and degrees of homogeneity. The DEMs have been evaluated with respect to their standard errors in elevation, slope and curvature. The results show that the standard errors are not improved by using the on line DEM editor. It is also demonstrated that an increased point density decreases the standard error in elevation while its effect on the standard error in slope is limited. The standard error in curvature is almost independent of the point density.     

一种面向DEM多尺度表达的傅里叶能量谱模型

针对数字高程模型（digital elevation model,DEM）数据的多尺度表达问题,根据DEM格网数据在能量谱密度中“低频-高能-大尺度”的对应关系,在化简中关联地形语义特征,构建了DEM数据的多尺度表达模型。实验结果表明,该模型可以实时动态派生不同尺度下的DEM数据,通过等高线放样观察发现,该模型派生的DEM数据满足地形表达、空间认知和制图综合中的“保留主要地形特征、舍弃次要地形特征”的基本原则。与常用的DEM化简方法进行高程值统计以及坡形变化的定量对比分析,结果表明该方法在统计意义与结构意义上都具有较好的效果。     

基于主成分分析法的DEM粗差定位

规则格网DEM数据结构简单,易于存储,因而针对于它设计的粗差探测算法成果丰富,较为常用的有基于坡度信息算法以及基于参数统计方法。本文在现有算法的基础上,将主成分分析法应用到DEM粗差定位中,充分考虑DEM数据空间相关的特性,使粗差检测更为准确可靠。本文采用实测的ZX铁路线DEM数据对该算法进行检验,从试验结果可以得知,新算法不仅适用于生产者,也可面向最终用户。     

A Triangular Form‐based Multiple Flow Algorithm to Estimate Overland Flow Distribution and Accumulation on a Digital Elevation Model

In this study, we present a newly developed method for the estimation of surface flow paths on a digital elevation model (DEM). The objective is to use a form‐based algorithm, analyzing flow over single cells by dividing them into eight triangular facets and to estimate the surface flow paths on a raster DEM. For each cell on a gridded DEM, the triangular form‐based multiple flow algorithm (TFM) was used to distribute flow to one or more of the eight neighbor cells, which determined the flow paths over the DEM. Because each of the eight facets covering a cell has a constant slope and aspect, the estimations of – for example – flow direction and divergence/convergence are more intuitive and less complicated than many traditional raster‐based solutions. Experiments were undertaken by estimating the specific catchment area (SCA) over a number of mathematical surfaces, as well as on a real‐world DEM. Comparisons were made between the derived SCA by the TFM algorithm with eight other algorithms reported in the literature. The results show that the TFM algorithm produced the closest outcomes to the theoretical values of the SCA compared with other algorithms, derived more consistent outcomes, and was less influenced by surface shapes. The real‐world DEM test shows that the TFM was capable of modeling flow distribution without noticeable ‘artefacts’, and its ability to track flow paths makes it an appropriate platform for dynamic surface flow simulation.