一种基于启发式算法的等高线局部内插方法

在基于启发式内插等高线算法的基础上提出了一种局部内插方法。首先利用Douglas—Peucker算法提取等高线的特征点,根据特征点判断等高线之间的相似性程度,找出导致等高线出现异常的特征点;然后将相似性程度很低的两条等高线自动分解为若干简单等高线再进行内插。有效地解决了局部弯曲很大、马鞍型地貌等复杂等高线的内插问题。算法已经在以Microstation为平台的数字制图系统中实现并逐渐实用化。     

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。     

等高线自动局部内插方法

从基础地形数据生产出发,提出了将TIN创建等高线和GIS空间分析查找内插位置相结合的方式,探讨整幅地形图的等高线自动局部内插。在实现方面,利用Geo Way软件的质检功能和TIN模块,借助Arc GIS软件建立等高线空间分析模型,实现了等高线的自动局部内插。研究结果表明,该方法自动内插效果合理、自动化程度高,适用于不同比例尺地形图的等高线自动局部内插,能够用于测绘数据生产,明显提高了工作效率。     

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。     

采用3维Douglas-Peucker算法的等高线综合

在数字环境下进行等高线综合是制图综合领域中的热点问题.将3维Douglas-Peucker算法应用于等高线综合,是从真3维的角度提取等高线上的特征点.首先根据等高线上高程点的空间分布特征.提出采用空间线规则排序方法组织空间点;引入了全局孤独指数解决综合过程中等高线之间的空间跳跃问题;然后通过空间内插引绘综合后DEM的等高线,从而实现等高线的自动综合.初步实验表明,采用3维Douglas-Peucker算法的等高线综合,从全局上保持了主要地貌形态并抑制了破碎的微地貌特征,具有良好的综合质量和制图效果.     

等高线自动内插关键算法

针对现有规则网格法、三角网法、最大角优先原则法、最近距离法等等高线内插算法的局限性,该文结合数字线划图中离散高程点和高程注记的图式表达特点,提出了距离优先算法和综合匹配法;结合等高线节点分布特征,提出了按节点提取算法和按距离提取算法。通过这些算法的组合应用,解决了等高线自动内插的技术难题,并以此算法为基础开发出了一套成熟的软件,通过广州增城地区1 616km~2地形图编绘和日常工作实践,验证了该算法的适应性和先进性。     

一种基于Fréchet距离的断裂等高线内插算法

等高线内插是提高地形图精度的一个常用手段,在地图综合等领域中有很重要的作用。在实际地形图数据库中,等高线除了存在完整的计曲线以外,还有一部分断裂的首曲线。已有的等高线内插研究中未考虑对此类数据的处理,为此,本文提出了一种基于Fréchet距离的断裂等高线内插算法。首先提出了等高线度量关系的计算方法,然后对等高线的节点均匀加密,并利用Fréchet距离进行相似度判断以选择参考等高线,最后根据“最近点”的方式进行插值。通过对江苏某地区实际数据的试验,验证了该算法的合理性,对于鞍部地区的内插,有更好的适应性和准确性。     

以等高线为特征约束的Delaunay TIN的构建

首先回顾了构建D-TIN常用的三种算法,然后采用改进了的凸包算法建立等高线离散数据点的无约束D-TIN,提出了基于影响域对角线交换的局部调整算法,运用该算法将等高线作为特征约束嵌入到D-TIN中,建立以等高线为特征约束的CD-TIN。     

基于DEM生成等高线的方法

绘制等高线算法,分为等高线确定,等高线短线构成和等高线短线连接。首先确定每条等高线具体高程和等高线条数,根据等高线高程,划分各点所在地势级,找出地势变化处的点,在这些点的附近找出等高线经过处,内插出等高点,再将同一等高线上的两点连接成短线,短线连接是根据同一等高线上的点,高程相等又相互连接,在等高线短线中,找出高程相等,由相同坐标点的短线,将其逐个连接起来,便形成了完整的等高线。     

斜轴参指数函数平均加权法

本文根据野外测定的地貌特征点连成的地性线所内插出的等高点,以及等高线的四个特性和地面坡度,提出了一种用于机助制图中绘制等高线的函数式。     

面向等高线与河流冲突处理的多约束移位方法

本文针对等高线与河流的不一致性问题,以移位等高线匹配河流为出发点,提出一种对每个特征点动态确定仿射变换模型进行移位的方法。该方法综合考虑移位角度比例、地形特征点相对位置、局部形态的保持和变换等因素,对各特征点实时计算其位移的角度、位置和缩放变化等约束建立其移位模型。实验结果表明,本文提出的方法能够较好地实现等高线到河流的一致性改正,可有效解决等高线与河流数据的空间匹配问题。     

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。     

基于等高线的表面估计滤波方法

提出一种基于等高线的滤波方法,它先由LIDAR数据生成数字表面模型,并内插出等高线,再根据DSM等高线的特征,如闭合性、首尾点距离、等高线的长度及等高线间距离等,通过设定阈值自动提取出属于自然地面的等高线线段,以获得初始的自然地面点,然后内插生成初始数字地面模型,最后使用迭代逼近法生成最终的(精确的)数字地面模型,即比较初始DTM与DSM,差值小于预设阈值的点视为DTM点,而差值大于预设阈值的点则标记为无数据点,最后,这些无数据点由选择的DTM点内插出.通过与现有表面估计的滤波方法的对比实验以及所提取地物轮廓线与航片的叠加对比试验,证明新方法可适用于地表起伏较大的地形,地物提取精度高、计算量小、效率高.     

复杂等高线自动综合的分形处理方法研究

复杂等高线自动综合是计算机辅助制图领域中一项重要且难度较大的任务。本文根据分形理论的基本原理，提出了一种基于量化等高线形状结构特征的复杂等高线自动综合的新方法。研究和实验表明，该方法充分顾及了地貌形态特征，能够对等高线图形进行客观、有效地概括。     

附约束条件的零件轮廓线的多特征提取

在常用的多特征提取方法的基础上提出一种附加约束条件的零件轮廓线的多特征提取方法,即在已有方法提取的多特征结果上附加轮廓上圆弧与直线相切、相邻圆弧与圆弧相切等约束条件,对轮廓上的特征进行迭代精确提取,将组成轮廓的各特征如直线、圆弧和圆,进行精确分段识别,获得各特征的参数。最后使用模拟图像和实际的工业零件图像分别进行了试验验证,结果证明约束关系的引入能够有效地提高轮廓线多特征提取的精确度。     

基于机载LiDAR数据的建筑物轮廓提取

建筑物轮廓作为建筑物三维重建的重要元素,在建立智慧城市和数字城市中至关重要。本文针对从机载激光雷达点云中提取建筑物轮廓数据处理的点云滤波、建筑物屋顶面提取、建筑物轮廓提取,以及提取精度评定各环节存在的一些问题,提出了一种综合区域生长改进算法、三维Hough变换算法和α-shape算法的建筑物轮廓提取方法。该方法在对机载LiDAR点云数据去噪的基础上,首先利用改进的区域生长算法滤波地面点,并基于地物点到地面的归一化高程特征通过高度阈值去除高度较为低矮的地物点;再基于三维Hough变换算法从剩余建筑物和高大树木点云中提取建筑物平面;最后使用α-shape算法提取建筑物的轮廓信息。对使用RIEGLVQ-1560i机载激光雷达测量系统扫描的某城区点云数据进行计算,通过匹配度、形状相似度和位置精度等评价指标对提取的建筑物轮廓进行精度评定。结果表明,综合区域生长改进算法、三维Hough变换算法和α-shape算法的建筑物轮廓提取方法可以准确提取建筑物的轮廓信息,对于大范围的建筑物轮廓提取具有稳定性和普遍适用性。     

基于LiDAR点云自动生成等高线的方法研究

在地形图测绘中,等高线的获取有多种手段,但其方法都较为传统,费时费力,精度也不尽如人意。随着机载激光LiDAR的出现,利用其高精度的点云数据快速获取等高线是一种很好的途径。本研究利用机载LiDAR系统采集的点云数据,通过对点云数据处理,分别使用Global Mapper,GeoTIN,JX-4C,Tindem,VirtuoZo和TerraS-can等六种软件生成等高线,通过分析、比较,找出最为科学、合理的方法。结果表明,在采用Tindem生成等高线时,设置合适的参数,就能生成符合地形要求、质量最佳的等高线。