一种改进的断裂等高线重建方法研究

为了进一步提高断裂等高线半自动重建方法处理各种情况下断裂等高线连接重建的能力,对该方法进行了优化改进研究。首先介绍了该方法的原理,深入分析了存在的缺陷和不足,进而对该方法关键运行环节进行优化改进,设计实现了包括扩展双向抛物线形状判断、多重递增回溯求断点方位码、欧氏最短距离判断等算法。最后,采用多种样本图对原方法与改进方法进行比较。实践证明,改进后方法的断线连接准确率、完成率均高于原方法,具有更好的实用性和有效性。     

一种改进的等高线断点连接方法

介绍了几种现有的等高线断点连接方法,并在最小点对法的基础上提出了一种改进的断点连接方法。此方法在判断断点间距离大小之前先对等高线进行预处理,即将各条目标等高线自动赋予不同的颜色值,然后将图幅进行格网划分,在不同网格内搜索断点,根据颜色的差异及距离的远近自动进行等高线连接。此方法连接的准确率高于一般的断点连接方法。     

基于知识的等高线断点连接方法

分析了现有几种等高线断点处理的方法，针对冲沟、陡崖、高程注记等最常见的影响因子各自不同的形态特点，提出了一种基于知识的断点连接方法。     

利用搜索算法原理进行等高线接边

一般情况下，立体像对测行的等高线数据进行接边处理，以距离作为等高线匹配的标准存在一定的缺陷。本文介绍了一种将等高线本身具有的图形特征作为匹配标准并利用搜索算法原理找共轭等高线的算法。此算法具有处理等高线数据异常的能力，较适合一般情况下等高线的接边处理，在此算法中为了盲目的搜索，提出一种计算关联值的方法并以此来选择前进的方向，提高搜索效率。此算法经过了上机实验，结果令人满意。     

利用Visual C++实现AutoCAD等高线自动连接

在分析DXF文件结构特点的基础上,实现了DXF文件中地形信息的提取;设计了等高线自动连接的算法,算法中考虑了两条等高线端点不同的情形,即首—首、首—尾、尾—首、尾—尾4种连接情况。根据连接交点位置的不同,分为交点在线上、交点在线外两种连接方式,并以实例验证该算法,最终实现了等高线自动连接的目标。这对于提高地形分析前期数据的工作效率具有重要意义。     

棕版地形图上等高线的自动提取和批量赋值

地形等高线在地学研究中有重要意义,地形图上等高线的自动提取和赋值是地理信息系统中的一个重要课题。本文引入图像分割技术,将全要素棕版地形图尺度分割生成图斑后,再通过在红、绿、蓝各波段上设置平均属性范围,对地形等高线进行了自动提取。借助图像处理技术对不同类型的等高线断点进行了连接。通过编写程序对获取的地形等高线进行交互批量赋值,最终较好地解决了等高线提取中的间断、交叉和粘连等问题。     

顾及几何特征相似性的多源等高线匹配方法

已有的多源等高线匹配方法主要基于等高线拓扑关系构建以及基于空间欧氏距离的相似性度量,缺少对等高线几何形态相似性的考虑,在等高线密集区域、图幅边界区域以及地形变化剧烈区域易产生误匹配情况。为此,本文提出一种基于几何特征相似性的由粗匹配到精匹配的多源等高线匹配策略。提出顾及局部特性的基于节点曲率以及法向量与横坐标轴夹角的混合特征描述测度,将等高线点序列转化为几何形态特征描述序列,引入最长公共子序列算法,量化计算多源等高线数据之间的相似程度,并依据相似度实现同名等高线匹配。利用模拟数据和真实数据对本文方法的可靠性和运行效率进行验证,试验证明,本文提出的匹配策略顾及了等高线空间位置特征和几何形态特征,能够保证较高的匹配精度和运行效率,并具有较好的适用范围。     

海量点云数据等高线生成算法研究

针对大范围高精度的等高线快速生成问题,提出一种基于三维激光扫描海量点云数据快速生成等高线的新方法。该方法将流处理算法引入到海量点云数据处理中,基于流处理算法的三角剖分、三角网模型平滑及等高线提取等关键技术完成等高线快速生成。结果表明,基于流处理的算法不仅突破了点云数据量和范围的限制,而且能够高效地生成高质量的等高线以满足地形测量要求。     

测绘内业中的等高线批量自动连接处理

针对AutoCAD环境下,测绘内业工作中等高线在遇到高程注记、冲沟、陡坎等地貌符号时产生的断裂问题,利用VBA编制宏命令,以一种人机交互的方式实现断裂等高线的批量自动连接处理,极大地提高了工作效率。     

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。     

DEM若干理论问题思考

等高线是获取数字高程模型(DEM)常用的数据源之一,但内插方法对DEM生成精度有显著的影响。基于形态学重建和测地距离变换运算,提出一种等高线数据生成DEM的内插方法。形态学重建用于获取与空间一点对应的最邻近的上等高线和下等高线的高程值,测地距离变换用于获取该点到上下两条等高线的测地距离;使用沿流水线的线性内插获取该点的高程值。实验表明,在只使用等高线数据生成DEM的情况下,本文提出的内插方法获取的DEM精度更高。     

彩色地形图矢量化算法的设计与实现

提出了一种从彩色扫描地形图中提取等高线的方法。其中,在等高线细化方面采用局部细化的策略,在智能跟踪中提出了方向式搜索,不仅避免了像素点的重复判断,而且保证了追踪过程的正确性。采用了一些有代表性的国家标准地形图进行测试,通过计算具体度量指标对提取结果作了定量分析。实验表明该方法在实际应用中具有很好的实用性。     

基于LIDAR数据的建筑物自动化重建

对基于LIDAR数据的建筑物重建进行研究,提出了一种自动化的建筑物重建方法。根据建筑物的边缘线通常互相垂直或平行这一特点对提取的轮廓线进行规则化。然后在屋顶三角网中随机选取种子三角形进行区域生长,将屋顶分割成不同的平面,通过平面相交得到建筑物的屋脊线。最后通过搜索离建筑物轮廓点最近的LIDAR点云,将搜索到的LIDAR点云高程值赋给该轮廓点。实验结果表明:利用该方法进行建筑物重建具有较高的精度。     

端到端堆叠沙漏网络的遥感影像建筑物轮廓重构

针对如何以端到端可训练的方式重构建筑物轮廓的问题,本文提出了一种端到端多残差模块堆叠沙漏网络的建筑物轮廓重构方法。首先,采用多残差模块堆叠沙漏网络提取建筑物角点和边缘特征;其次,利用角点检测模块匹配对应角点的相对位置,以获取候选角点;然后,通过线段采样将候选角点生成候选轮廓线;最后,线验证模块利用候选线段及多残差模块堆叠沙漏网络得到特征图,并验证每个线段是否为建筑物轮廓线,以获得建筑物轮廓重构结果。试验结果表明,在SpaceNet建筑物数据集上,本文方法能检测出建筑物角点及边缘,并有效实现了以端到端可训练的方式重构建筑物轮廓。     

最大集团图搜索法用于关系结构约束的全局等高线断线连接

介绍了关系结构约束的全局等高线断线连接的最大集团图搜索法的原理与实现途径，实验中与局部断线连接方法作了对比实验。结果表明：全局连接具有自动纠错效果，具有更高的正确连接率。     

地形坡向生成的等高线束矢量合成法

利用地图数据库系统中的精确开窗功能,将所研究地区作适宜密度的网格开窗,形成独立的基于网格单元的等高线束,以此为基础信息源计算地形网格单元的坡向。其基本原理是矢量合成,当把每个矢量都用坐标表示后,窗口中的每条等高线的总方向归结为等高线各条边的矢量合成,坐标差的加法(第1次矢量合成);而小窗口地形的总体坡向则表现为各条等高线总体方向的矢量合成(第2次矢量合成)。由于等高线的疏密程度不同,网格系统中不可避免地有空值网格的存在,故需要研究坡向矢量的内插问题,此问题的解决是使用空值网格周边非空值网格作矢量合成(第3次矢量合成)。由于在整个过程的三个主要阶段中,使用同一种算法(矢量合成法),故本方法具有最简洁性。     

等高线拓扑关系的构建以及应用

提出了等高线拓扑关系的描述框架,其规范化描述形式具有更强的适用性,使用三角网作为工具设计了建立拓扑关系的算法。以提出的拓扑关系描述为基础,具体实现了等高线高程自动赋值,处理过程可以同时考虑开曲线(包括断线)和闭曲线,提高了可靠性和自动化程度,并进一步将断线连接为完整目标,减少了人机交互的编辑工作。     

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。     

基于约束Delaunay三角网建立等高线层次结构的方法

分析了以等高线、高程点和地形突变线为基础建立的约束Delaunay三角网(Delaunay triangulation,DT)的特征,为了识别这些约束目标之间的邻近关系,对约束DT的边进行了详细分类,并按照相关的规则提出了构建等高线层次结构的方法。在此层次结构的基础上,研究了调整等高线走向的方法。