一种基于级联滤波算法的SAR图像噪声抑制方法

提出了一种基于偏微分方程与增强Lee滤波级联算法的SAR图像相干斑抑制方法,利用偏微分方程的边界检测特性和增强Lee滤波方法的分区域处理特性,在保持图像细节的基础上有效抑制图像中的相干斑噪声。     

基于小波多尺度分析的DEM数据综合研究

在同一地区,随着数字高程模型(DEM)分辨率的降低,或者地形图比例尺的缩小,DEM或地形图所描述的地形表面的细节部分不断舍弃而表现出宏观的骨架特征。本文将小波多尺度分析方法和方根模型结合模拟这一过程,由基于1:1万比例尺地形图建立的DEM生成了两种新的较小比例尺DEM,对比不同比例尺等高线可知,较小比例尺保持了较大比例尺的山体轮廓、山脊、谷地走向等地貌形态的塑造。采用坡度和剖面曲率两个参数及信息论的方法,分别对原始DEM和新生成的DEM进行分析和验证,结果表明,DEM经过数据综合,不但地形表面的轮廓越来越平缓,而且地形表面的细节也越来越平滑。利用方根模型作为小波高频系数阈值选取的依据更贴近于传统制图综合方法,能够将比例尺的改变与综合程度结合起来,实现任意比例尺DEM的自动综合。     

我国区域地貌数字地形分析研究进展

区域地貌研究是区域地理研究不可分割的重要组成部分。传统的基于DEM的数字地形分析方法,虽能较好提取各种地形定量因子,但由于分析算法的局限,很难实现对一个特定区域地貌的宏观形态特征与成因机理进行定量的分析。为此,近年来我国学者在该领域进行了系统的探索与创新实践,基于国家基础地形数据库多尺度、高精度的DEM数据,开展了基于DEM的区域地貌形态特征、地貌发育演化特征的研究。通过宏观形态指标分析法、地形特征要素分析法、地形信息图谱分析法等一系列方法,实现了对区域的地貌形态特征提取与分类、分区制图,取得了一批有重要国际影响的研究成果。在全国尺度以及黄土高原、青藏高原、西南喀斯特地区和月表月貌的区域数字地形分析方面,更彰显出研究的特色和优势。     

一种基于谷地填充的DEM综合方法

提出一种基于次要谷地特征识别与填充的结构化DEM综合方法,该方法将地理层次的综合决策与几何层次综合操作整合到一起,以水文重要性作为谷地取舍的依据,对被舍弃的次要谷地填充其覆盖区域使局部地形变得平滑,从而实现DEM综合.该方法的原理基于如下考虑:地貌形态是内力和外力作用共同影响的结果,内力地质构造形成主要形态,外力侵蚀作用形成次要形态.旨在获得地貌主体特征简化表达的DEM综合可看做是一个弃除外力作用、还原内力作用的过程.通过实验及与其他基于图像处理算法(如重采样、低通滤波)的比较,发现本方法能够较好地保持地形特征的主体结构.     

顾及“保真性”原则的双向滚动球变换DDM多尺度表达算法

在分析符合"安全性"要求的数字水深模型(DDM)正向滚动球变换应用局限的基础上,根据高保真DDM多尺度表达评价标准中对水深值准确性、严密有序性及地形信息等级嵌套性的要求,从顾及"保真性"原则的DDM多尺度表达需要出发,提出一种基于双向滚动球变换的DDM多尺度表达算法。分析了海底地貌特征点在DDM双向滚动球变换过程中的变化趋势,根据DDM正向滚动球变换的尺度依赖特性,计算出了一定尺度下海底地貌的横向分布范围与纵向分布高度,建立了DDM多尺度表达中细部(骨架)地貌的判定准则。通过保留给定尺度下DDM中的骨架地貌,使海底地形的整体变化趋势得到了保持,满足了DDM多尺度表达对水深值准确性的要求;论证了DDM单值曲面等距离面变换的水深序同构特性,通过对给定尺度下的细部地貌进行DDM双向滚动球变换的等距离面提取,使海底地形的局部起伏形态得到了保持,满足了DDM多尺度表达对水深值严密有序性的要求;从满足DDM多尺度表达对地形信息等级嵌套性的要求出发,分析了DDM双向滚动球变换中尺度因子与地形信息等级单元逻辑包含关系的不相关性,论证了任意尺度因子条件下具有的相应等级地形信息范围的一致性。试验结果表明该算法克服了DDM正向滚动球变换存在的无法保留负向骨架地貌和保持海底局部地形起伏形态等不足,可有效保留DDM中骨架地貌并综合细部地貌,满足顾及"保真性"原则的DDM多尺度表达要求。     

三维视景仿真中TIN数字高程模型的简化

一、引言 数字高程模型（DEM）是进行3维空间数据处理,地形分析和进行三维视景仿真的核心数据。DEM常用TIN和GRID2种数据结构形式描述,其中,TIN由于具有可变的分辨率,精度高,能较好地表现不规则地貌的形态特征,因而具有非常广泛的用途。但一般情况下,地形本身的数据量很大,当需要实现对地形的多分辨率显示时,便需要对地形数据进行简化,以得到不同分辨率的地形模型。因此,如何在保持一定精度的前提下,对原数据模型进行简化,以减少数据量,消除数据冗余便成为人们关心的一个焦点,本文对该问题进行了研究,通过删除简化地形描述误差小于阈值的点,并对局部三角网进行Delaunay最优三角剖分,从而达到简化的目的,该算法能较好地保留地形特征点,使简化后的地形与原地形保持最大的相似性。最后,利用试验对本文算法进行了验证。     

一种基于Morse复形的地形特征线构建改进算法

地形特征线的正确拓扑表达是进行地表形态描述、地形拓扑简化和地貌综合的基础。传统的基于Morse复形从三角格网地形提取特征线的算法,存在山谷线与山脊线在正则点处"交叉"及无法识别"宏"鞍点等问题。本文利用Morse复形的对偶特征,提出了一种较为通用的改进算法。该算法将下降(或上升)Morse复形的边界作为提取其对偶复形边界的约束线,并使"宏鞍线"按相应已建复形边界线寻径,不仅消除了传统算法出现的"交叉"现象,而且能够识别"宏"鞍点,实现了整个地形特征线的完整构建。     

利用最佳地形特征空间进行地貌形态自动识别——以西南地区为例

基于ASDEM数据,提出采用相关矩阵法和雪氏熵值法获取西南地区地貌形态识别的最佳地形特征空间为坡度、地表切割深度、地面累积曲率、绝对高程和地表粗糙度的组合,使用最佳地形特征空间分析方法获得西南地区11种地貌形态的分布图。研究结果表明,平原及低海拔盆地、丘陵、中山和亚高山4种地貌形态分布较广,其和占到总面积的56.11%,其余各类型与总面积比在4.08%～8.30%之间,且较破碎。分别从宏观和微观两方面验证了结果的可靠性,对进一步研究具有参考意义。     

联合Delaunay三角网的等高线群综合研究

采用"联合Delaunay三角网"来提取成组等高线的弯曲,在弯曲处利用平三角形连接法进行局部地形结构线的连接,并建立起地形结构线的树状结构。运用方根模型确定谷地选取的数量指标,并提出了一种新的数学模型以确定谷地选取的质量指标,完成等高线群的自动综合。研究和实验表明,该方法充分顾及了地貌形态特征,谷地选取合理,概括程度适当,并完全避免了相邻等高线相交,综合效果较好。     

基于偏微分方程的去噪方法

利用偏微分方程抑制图像噪声已经被认为是具有显著效果的图像去噪技术。在阐述图像噪声模型的基础上研究了图像去噪的偏微分方程模型,并对偏微分方程中的参数选择进行了讨论。为了保持图像的边缘信息,对经典模型参数进行了改进。实验结果表明,偏微分方程适用于图像噪声的抑制,并且可以在抑制图像噪声的同时,保持较好的边缘信息。     

利用质心Voronoi图对地形自适应简化的算法

地形简化算法利用少量有效的地形信息表达整体地形,能很好地解决海量地形数据与计算机硬件之间的矛盾,同时满足多尺度地形应用需求。针对现有地形简化算法难以兼顾局部地形起伏与地形整体特征的问题,提出一种基于质心Voronoi图的地形自适应简化算法。首先,利用质心Voronoi图的特点,以地形起伏度作为密度函数生成质心Voronoi图;然后,利用分布在地形起伏较大区域的质心Voronoi图种子点及大多分布在地形特征线上的Voronoi区域顶点重构地形;最后,通过原始地形与重构地形的特征线验证地形简化的效果,并与三维道格拉斯-普克（3D DouglasPeucker,3D DP）算法进行精度对比。实验结果表明,从简化地形中提取的山脊线、山谷线、等高线等地形特征线与原始地形的重叠度均较高,算法能较好地保持地形整体特征;且在相同的简化级别下,算法的简化误差小于3D DP算法,具有较高的地形简化精度。     

基于SuperMap的全球晕渲图设计与制作

晕渲图的设计与制作一直是地学工作者研究的热点问题,使用晕渲图展示地形直观、形象、立体感强.目前有多种思路被提出用于改善晕渲图的显示效果,但是在制作小比例尺晕渲图时,仍然存在一些问题,如地形破碎导致难以把握地形宏观骨架,缺少海洋地形或海洋地形过于具体干扰到陆地要素表达,传统的DEM与山影数据叠加的模式使得美观与地形清晰无法兼得,这就需要重新对这些问题进行思考.本文以晕渲图的基本理论为出发点,采用地貌晕渲与分层设色相结合的方法,讨论全球范围的晕渲图制作过程中,不同显示比例尺下DEM分辨率配置技巧、海洋地形展示方法与地形可视化新思路.实验证明,该方法可以保证晕渲图在每级显示比例尺下都能展示出良好的地形效果,为中小比例尺晕渲图增强表现力提供了参考.     

海量扫测数据特征点及边界提取方法研究

针对“水声呐”水下扫测设备测量所得的数据量大,精度高,分布规则,但同时数据的冗余度大的特点,为了真实反映水下地形,利用四叉树的数据分块思想对海量数据进行预处理,再对处理后的分块数据采用绝对高程差,高程加权平均等算法判断不同分块窗口的地形的起伏状态,然后用Jenson＆Domingue等算法提取特征点,同时把图像处理边缘提取方法——梯度算子应用到河道扫测边界提取中。     

台湾地区地貌形态的分析研究

数字高程模型(DEM)是地貌解译有力的辅助工具,同时也是对地形地貌分析研究进行量化表达的一个重要手段。在前人研究的方法上通过对研究区台湾地区的SRTM-DEM数据的处理,运用GIS空间分析和统计方法进行地形分析,并在此基础上完成对地形起伏度、坡度、坡向、高程等地形因子相关的拓展分析。根据分析结果对该地区的地貌形态特征进行总结。     

等高线的空间关系规则和渐进式图形简化方法

详细讨论了等高线表达地形的规则和以此为基础自动建立等高线关系的方法,对地形特征点、线的提取改进了已有较成熟的方法,建立了一套实用的等高线图形简化的渐进式方法,并对其特殊情况的处理提 出了具体的算法。这种方法把不同比例尺跨度的等高线图形综合融为一体,易于实现,等高线图形简化时的等高线相交可在综合过程中控制。     

Terrain generalization with line integral convolution

ABSTRACT

Line integral convolution is a technique originally developed for visualizing vector fields, such as wind or water directions, that places densely packed lines following the direction of movement. Geisthövel and Hurni adapted line integral convolution to terrain generalization in 2018. Their method successfully removes details and retains sharp mountain ridges; it is particularly suited for creating generalized shaded relief. This paper extends line integral convolution generalization with a series of enhancements to reduce spurious artifacts, accentuate mountain ridges, control the level of detail in mountain slopes, and preserve sharp transitions to flat areas. The enhanced line integral convolution generalization effectively removes excessive terrain details without changing the position of terrain features. Sharp mountain ridgelines are accentuated, and transitions to flat waterbodies and valley bottoms are preserved. Shaded relief imagery derived from generalized elevation models is visually pleasing and resembles manually produced shaded relief.     

Terrain characterization using SRTM data

Earth’s surface possesses relief because the geomorphic processes operate at different rates, and geologic structure plays a dominant role in the evolution of landforms (Thornbury, 1954). The spatial pattern of relief yields the topographic mosaic of a terrain and is normally extracted from the topographical maps which are available at various scales. As cartographic abstractions are scale dependent, topographical maps are rarely good inputs for terrain analysis. Currently, the shuttle radar topography mission (SRTM) provides one of the most complete, highest resolution digital elevation model (DEM) of the Earth. It is an ideal data-set for precise terrain analysis and topographic characterization in terms of the nature of altimetric distribution, relief aspects, patterns of lineaments and surface slope, topographic profiles and their visualisation, correlation between geology and topography, hypsometric attributes and finally, the hierarchy of terrain sub-units. The present paper extracts the above geomorphic features and terrain character of part of the Chotonagpur plateau and the Dulung River basin therein using SRTM data.     

An improved ANUDEM method combining topographic correction and DEM interpolation

Void filling and anomaly replacement in conjunction with auxiliary sources of data have been widely used to improve the quality of existing problematic high-resolution digital elevation models. However, the traditional interpolation methods used for this purpose have always failed to eliminate the discrepancies between different data-sets. In this paper, an improved ANUDEM method is presented for DEM interpolation, which incorporates the idea of topographic correction using high correlation of topological structure between contour lines (CLs) from multi-scale digital elevation models (DEM). Firstly, the terrain topological structure is extracted from the CLs of a low-resolution DEM. The topographic surface correction is then undertaken based on the extracted structure, which recovers the topographic information of the sharp depressions and eminences to fit the high-resolution representation. Finally, the breaklines of the terrain surface are distilled and integrated into the denser DEM generation. The experiments undertaken confirmed the superiority of the proposed method over the other DEM interpolation methods. It is shown that the proposed method can provide results with a higher accuracy, as well as a better visual quality.