随机中点位移法在三维地形插值显示的适用性分析

三维地形模拟技术是当前计算机绘图领域中研究的重点之一。针对粗略地形的格网用分形技术进行插值,通过定量数据分析分形计算效率,预测产生的分析数据量。基于随机中点位移法中的菱形-方形法三维地形模拟;通过统计数据量和效率推求合适的递归次数范围,缓解计算量和地形逼真度之间矛盾的方法,以及用此方法进行三维地形的分析和预测的适用性分析。     

分形模拟在DEM内插中的应用

为提高DEM的空间分辨率,避免线性插值方法的平滑和低通滤波作用,本文依据地形的分数布朗运动(FBM)特性,提取地形的分形参数,利用分形模拟方法进行插值,并将不同地形的试验结果与线性插值方法进行比较和分析。结果表明该方法能较好保持地形的随机性、不规则性和丰富的细节信息,同时也具有一定的插值精度。     

顾及海岸线地理弯曲特征约束的可控分形插值方法

针对海岸线分形插值缺乏地理特征约束和分形过程不可控的局限,提出了一种顾及海岸线地理弯曲特征约束的可控分形插值方法。首先,根据不同海岸地貌类型所呈现的不同弯曲特征和分形特征,对海岸线进行地貌单元划分,将传统的整体分形插值变换为以海岸线地貌弯曲特征为划分单元的分段插值组合;其次,利用一维随机中点移位法对各划分单元分别进行插值,并结合各划分单元的弯曲特征对分形参量分别进行约束控制,以保持海岸线不同地貌单元的弯曲特征;最后,将各插值单元顺次连接起来得到最终插值曲线。实验结果表明,所提方法能够很好地顾及海岸线不同地貌单元的弯曲特征和分形特征,且分形插值过程可控。     

分形理论和LiDAR数据的滑坡识别

针对传统山区滑坡地质灾害人工调查工作难度大而光学遥感难以实现植被覆盖区滑坡调查的问题,该文提出了一种基于高分辨率数字地形模型和分形理论的滑坡识别算法。采用LiDAR技术构建意大利多洛米蒂山的高分辨率数字地形模型,运用数字地形分析和C-A分形提取研究区异常地形特征,并与四分位距法进行对比,解决了山区地表滑坡快速提取与识别的问题。实验表明,研究区内滑坡具有统计上的分形特征,基于分形理论和LiDAR数据确定的滑坡地形异常比四分位距法选取阈值更为客观准确,其识别的滑坡区域与实际滑坡位置一致,弥补了可见光遥感技术在植被覆盖区的不足,降低了传统野外实地调查的工作量和作业成本。     

基于空间变异修正普通克里金的矿区复杂地形高精度建模

普通克里金法是构建矿区三维地形模型并揭示地表沉陷形变场动态变化规律的有效方法。但普通克里金法存在平滑效应的问题,导致估计值的空间变异程度小于实际,无法真实反映矿区复杂地表形态的空间变化特征。本文结合矿区实际地形采样数据,提出了一种空间变异修正的普通克里金法,并将其应用于矿区复杂地形的高精度建模,并与已有方法在建模精度和空间变异性复现方面进行了对比分析。研究结果表明,空间变异修正的普通克里金法能够很好地处理平滑效应对建模的影响,具有更高的建模精度和空间变异性复现能力,在矿区复杂地形高精度建模应用中具有较强的适用性,可以作为一种可靠的建模工具用于矿区复杂地形沉陷形变场动态变化规律分析。     

一种高阶Delaunay三角网生成算法

Delaunay三角剖分是构建数字地形模型的有效方法,但是该方法可能产生人工大坝和局部极小问题,使得地形模型不能很好地反映原始地形的真实面貌。本文在Delaunay三角网的基础上引入了高阶Delaunay三角网,并给出了一种高阶Delaunay三角网生成算法。实验表明,高阶Delaunay三角网能够有效地减少地形的局部极小数量,是建立数字高程模型的一种新方法。因此,采用高阶Delaunay三角网建立的地形模型更接近于实际地形。     

贴近摄影测量技术在物质文化遗产三维建模中的应用

本文以广西崇左市宁明县花山岩画为例,将无人机贴近摄影测量技术应用到物质文化遗产的三维模型建模中,探索适合对岩画、雕刻、古建筑等文化遗产三维建模数字化档案归档的技术方法。结果表明,采用无人机贴近摄影测量技术采集初始地形影像数据建立初始地形模型,以初始地形模型为基础规划精细化航线,开展贴近、高分辨率摄影测量,建立的精细化三维模型分辨率高、纹理清晰、人物信息还原准确,可为自然文物保护等涉及地理空间信息采集的相关领域提供精细化三维建模技术参考,具有良好的应用前景。     

城市三维地形模型中的关键技术讨论

本文以四元桥地区三维模型试验为例,阐述了城市三维地形模型中的关键技术。包括适用于地形模型的数字高程模型制作方法、传统影像重叠度条件下的真正射影像制作方法和渲染技术与立体建模相结合的道路建模方法。结果表明本方法在精度与真实性损失较小的条件下达到了整体美观效果,所建模型符合城市三维地形可视化的需要。     

地形平坦地区DEM生成算法的比较研究

数字高程模型(DEM)是GIS的基础数据之一,是许多涉及高程信息的空间分析的重要基础。DEM插值精度的好坏直接影响基于DEM的各种地学分析及应用,因此研究高精度的DEM插值算法具有重要意义。介绍了基于水文强化算法的DEM插值算法——ANUDEM,并与传统的TIN建立DEM的算法进行了比较。认为在地形复杂地区由于等高线密集,高程信息丰富,两种插值算法效果都比较好;而在地形平坦地区ANUDEM算法精度优于TINDEM,并且,ANUDEM得到的DEM很好地避免了平山顶、阶梯状地形,其派生的等高线和水系与原始数据更加吻合。相对于TINDEM算法,ANUDEM算法更适合地形平坦地区的DEM建立。     

GIS中的地形可视化与地形模型简化

地形可视化是一门以研究数字地形模型或数字高程域的显示、简化、仿真等内容的学科 ,属于计算机图形学的一个分支。GIS中的地形可视化有助于用户对空间数据相互关系以及分析结果的直观理解。文中分析了GIS中地形建模的基本问题 ,研究了地形模型简化与多分辨率地形模型的发展     

GIS中的地形可视化与地形模型简化

地形可视化是一门以研究数字地形模型或数字高程域的显示、简化、仿真等内容的学科,属于计算机图形学的一个分支.GIS中的地形可视化有助于用户对空间数据相互关系以及分析结果的直观理解.文中分析了GIS中地形建模的基本问题,研究了地形模型简化与多分辨率地形模型的发展.     

全球海底地形精细建模进展与发展趋势

精细的海底地形模型在海底板块构造运动、水下载体航行保障、海洋资源勘探等方面具有重要作用。回顾国内外海底地形探测技术和模型构建的发展,讨论当前全球海底地形精细建模的研究现状和面临的主要挑战,总结今后全球海底地形精细建模的发展趋势,认为基于卫星测高技术的海洋重力场反演仍是未来全球海底地形精细建模的主要技术手段,并且新体制测高卫星如双星跟飞测高和SWOT(surface water ocean topography)二维海面高测量任务将为进一步提升海洋重力场以及海底地形模型精度提供数据源,结合地形复杂度优化海底地形反演理论方法有望带来理论创新,探索人工智能技术用于海底地形精细建模值得关注。     

高精度DEM建模的加权径向基函数插值方法

在数字高程模型（digital elevation model,DEM）建模过程中,经典空间插值方法均没有考虑断裂线附近的局部地形特征影响,使得断裂线局部区域高程被平滑,从而导致地形特征失真。为了解决该问题,构造了一种顾及断裂地形特征的定权方法,并以径向基函数（radial basis function,RBF）为插值算子,提出了加权径向基函数方法。首先通过捕捉每个采样点的结构张量,自适应计算采样点与待求点的距离,然后利用该距离对每个采样点赋予合适的权重,最后利用加权插值实现DEM建模。以10组国际摄影测量和遥感学会公共数据和1组山体滑坡区域的机载激光雷达点云数据为例,利用所提方法构建样区DEM,并将计算结果与标准RBF及传统插值算法（如反距离加权法、克里金法、约束不规则三角网法）进行比较。精度分析表明,不论采样点数为多少,所提方法计算精度均优于其他插值方法;对DEM山体阴影图分析表明,相较于传统插值方法,所提方法能较好地保持断裂线局部地形特征。     

基于法向量的地形模型简化算法改进及实现

由于三角网能够较好地反映地貌形态特征,被广泛应用于三维地形建模。但随着海量数据的处理和当前计算机硬件的限制,有必要通过算法将地形模型进行有效的简化。本文在三角形折叠算法的基础上,引入法向量度量参数,同时加入边界判断对其进行改进,利用Direct3D自动计算三角面片的法向量这一特性实现了地形模型的简化,并能较好地保持原始模型的特征。     

基于RASM的紧支撑径向基函数自适应并行地形插值方法

快速、准确地对地形进行重建以生成数字高程模型是地理信息表达的重要研究内容,径向基函数（radial basis function,RBF）作为一种插值性能较优的空间插值方法,特别适合于重建复杂的地形模型,但随着已知地形采样点数量的增加,RBF插值模型求解速度变慢,同时插值矩阵过于庞大而导致插值模型求解困难甚至求解失败。针对这个问题,本文基于区域分解和施瓦兹并行原理进行地形插值,以紧支撑径向基函数（compact support RBF,CSRBF）构建基于所有地形采样数据的全局插值矩阵,并自适应求解子区域CSRBF插值节点紧支撑半径,基于限制性加性施瓦兹方法（restricted additive Schwarz method,RASM）采用多核并行架构对各局部子区域的插值矩阵进行求解。以某地区数字高程模型（DEM）数据进行插值实验,结果表明,本文方法能够对大规模地形数据进行准确重建,并且具有较高的求解效率。     

地物模型与地形模型的匹配研究

由于地物与地形模型分开建模等现实原因,地物模型与地形模型集成的时候会出现不匹配问题。因此,本文通过分析地物与地形之间的空间依存关系,针对地物独立于地形和地物依赖于地形两种情况分别提出了地物模型与地形模型的匹配方案,并着重研究地物依赖于地形时的匹配方案与算法。     

基于Creator3维地形仿真研究与实现

城市仿真以其前所未有的人机交互性、真实建筑空间感、大面积3维地形仿真等特性越来越受到人们的关注。特别是对真实环境模拟的大场景3维地形建设,在国土监测、军事、环境保护等方面应用非常广泛。本文结合3维建模软件Creator Pro V 3.01中的地形模块,介绍了3维地形生成的基本理论,讨论了在Creator ProV 3.01中构建地形的方法,并以蓟县山区地形数据为例,建立了视觉效果较好的大场景3维地形模型,最后进行了渲染和驱动。     

顶点重要度调整的三维场景集成简化方法

针对地形模型随视点简化时,容易引起边界的变化,使得地物模型与地形模型简化过程中产生"裂缝"或翻转现象的问题,文章提出一种改进方法:在对三维地形和地物进行集成后,采用递进格网表示方法并在边折叠过程中采用条件约束对其简化;在边排序的基础上,根据顶点重要度进行排序。该方法优点是计算时间短,且权值定义能够很好地反映局部几何特征,能够保持三维地形、地物模型边界原始信息和格网三角面的基本方向,并消除集成模型之间的"裂缝"或悬空现象。最后通过对整个三维场景进行动态实时绘制,证明该方法具有良好的可视化效果。     

基于Direct3D多分辨率地形建模方法的研究

在地形模型的多分辨率建模中,递进网格模型能高效地存储网格信息,并能方便地控制网格的细节层次。本文利用D irect3D三维图形库,给出了一种基于递进网格模型的多分辨率地形数据生成算法,该算法能方便地控制简化过程,显示速度较快,并能很好地保持原模型的几何特征。     

GIS三维建模技术在镇江市体育会展中心岩土工程中的应用

本文介绍了GIS三维地形建模技术的常用方法,利用ArcGIS平台三维分析扩展模块建立一个三维地形模型。模型为该项岩土工程的建设提供了真实、客观的可视化参考数据,对本次岩土工程的建设起到了重要作用。