根据地性绘制等高线的研究

根据地形特征点和地性线绘制等高线是测绘大比例尺地形图等高线的主要方法,本文在分析现有自动绘制等高线方法的基础上,提出了一种根据地性线是其拓扑关系直接求取和跟踪等高线的方法。针对利用各种传统曲线光滑算法所绘高邻等高线间常常出现不协调现象的缺点,首次提出并详细讨论了相邻等高线通过点间的抛物线双向加权平均光滑算法。大量实践表明,利用本文所提出的跟踪和光滑方法所绘等高线的光滑性和协调性是令人满意的。     

地性线自动识别与跟踪及其在地貌等高线图形自动综合中的应用

本文是在文献[2]的基础上对等高线图形进行成组综合的进一步探讨。在利用谷底线进行地貌综合的实例中,提出了按谷间距选取地性线的算法,还提出了关于插值点高程修正,地性线跟踪中补点的运用和地性线调整等关键性的改进措施。     

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。     

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。     

地貌结构线阵列处理法自动综合等高线

本文提出了一种地貌结构线矩阵数据处理法,并由此来达到地貌等高线自动综合的目的。包括地貌结构线的数字化方法,地貌结构线的数学模型,原始数据整理,地貌沟谷自动综合,等高线自动选取和自动连结同一等高线点并输出等过程。最后用抛物线光滑法输出滑光的等高线图。     

地貌形态自动综合的原理与方法

本文的主要内容是:以数据库接口程序为基础,以地貌结构线(主要考虑谷底线)为联系等高线的天然纽带,对表示地貌形态的等高线进行成组的(即考虑相邻等高线之间的关系的)综合。问题的关键在於如何以数字化等高线资料为基础,自动地搜索地性点(主要是谷底线点,山脊线点)蓝自动地跟踪与分离出每条地性线(主要是谷底线),并顺便计算出每条地性线的长度(可用折线长近似地代替),后者为地貌形态的自动综合(主要体现在对小谷地的舍弃)提供数量依据。在实施自动综合之前,通过数据压缩和含弃所有非地性点,以使大部分短小谷地有可能表现为由三个点子构成的喇叭口形状。自动化综合体现在找出所有小于选取标准的小谷底线,并从等高线数据中抹去这些短小谷底线坐标。这样,凡应被舍弃的短小谷地,其有关全部小喇叭口图形,均因失去位于谷底线上的弯曲顶点而被拉平。     

一种基于等高线弯曲约束Delaunay三角网的地形特征提取新方法

地形特征包括地形特征点和特征线,它们是进行地貌分析与处理的重要手段,也是地貌结构化综合的重要内容。本文提出并实现了一种新的等高线特征提取方法。该方法通过对等高线进行凹凸段划分,获得等高线特征段（包括凹段和凸段,分别对应山谷和山脊）,并利用最大角作为约束条件、特征段的边作为约束边对所有特征段构建约束型Delaunay三角网（简称CDT）。然后,获取特征段CDT的骨架线作为局部特征段的地性线树,并将每棵地性线树的叶节点作为相应特征段上的特征点。最后,利用特征段及其CDT对特征点进行匹配,完成地性线的追踪,生成地性线。论文最后做了相关的实验,对该方法的有效性进行了验证。     

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.     

“高程点-TIN射线法”等高线与高程点矛盾检测算法

等高线在地形图测绘中是表达地貌特征的重要符号。为保证拓扑正确性,常需要进行等高线与高程点间的点线关系正确性检测。目前已有的点线矛盾检测算法主要有等高线不规则三角网（TIN）法、射线法等,这些算法均存在漏检测或错检测等问题。本文基于已有方法,提出了一种改进的高程点-不规则三角网（TIN）射线法,该方法结合了TIN和射线法的优点,并互为补充。在进行点线矛盾检测时,加入数据预处理功能,先使用等高线TIN法做一次初筛,再利用高程点TIN射线法进行精准识别,能有效降低错漏率。经测试表明,此法不仅能够更有效筛选出点线矛盾点,还具有运算效率高、方法简单易行等特点,能够满足实际的生产需要。     

基于GPU的二维矢量场LIC算法研究

面向海洋环境中矢量场数据可视化的应用需求,提出基于GPU的线积分卷积(Line Intergral Convolution)改进算法,实现数据插值和流线跟踪计算的优化。针对离散场数据,提出利用反距离加权算法来替代GPU默认线性插值方法,保证数据相关性;将数据场分块处理,考察雷诺数来实现混合式流线跟踪计算;依据前后采样点矢量方向夹角动态改变积分步长。结果表明,上述算法生成纹理图像清晰,实时绘制性好,具有一定通用性。     

一种利用坡度分区滤波的DEM转换等高线方法

针对DEM转换等高线时,现有方法不能方便、有效处理好曲线光滑与地貌精度损失之间的关系,提出了基于坡度分区滤波的DEM转换等高线方法。对不同的坡度分区采用不同大小的窗口进行均值滤波,并对滤波高程差值进行控制,较好地处理了曲线光滑与地貌精度损失之间的关系;同时,对计曲线之间的窄部首曲线进行自动识别和打断删除。基于该方法,利用ArcGIS+Python脚本开发了DEM到等高线自动转换工具,在数字广西地理空间框架建设1：1万DLG项目的等高线采集工作中得到了初步应用,取得了良好的效果。     

等高线的生成与处理

主要阐述了由ＤＴＭ生成等高线和对数字等高线进行处理的方法。对等高线的形成中，地形特征线的处理，高曲矛盾的处理，防山包丢漏的处理，等高线标高列的自动注记，等高线的截幅、开窗等问题进行了比较深入的讨论。     

一种基于格网的快速等值线充填算法

本文提出一种基于格网的等值线跟踪,适用于任意边界分割的快速充填算法,实现充填的 量化效果。根据边界线与非封闭等值线间的关系,建立等值线间的拓扑关系,并以树结构方式存储,以准确快速地实现边界线、非封闭等值线之间的封闭和封闭等值线间的嵌套。该算法已成功应用于海量多波束地形数据的成图,克服了常用多波束后处理成图软件栅格充与等值线之间的失配。     

一种基于等高线树和Strip树的等高线拓扑一致性化简算法

提出了一种基于等高线树和Strip树的等高线拓扑关系一致性化简算法,该算法可完全确保等高线在化简后不会发生自相交和相互间的相交,且化简后的等高线顶点集合是化简前等高线顶点集合的子集。     

Automated extraction of hydrographically corrected contours for the conterminous United States: the US Geological Survey US Topo product

The US Topo is a new generation of digital topographic maps delivered by the US Geological Survey (USGS). These maps include contours in the traditional 7.5-min quadrangle format. The process for producing digital elevation contours has evolved over several years, but automated production of contours for the US Topo product began in 2010. This process, which is quite complex yet fairly elegant, automatically chooses the proper USGS quadrangle, captures the corresponding 1/3 as grid points from the national elevation data set (3D Elevation Program), and adjusts elevation data to better fit water features from the National Hydrography Dataset. After additional processing, such as identifying and tagging depressions, constructing proper contours across double-line streams, and omitting contours from water bodies, contours are automatically produced for the quadrangle. The resulting contours are then compared to the contours on the original (legacy) topographic map sheets, or to the 10-m contours from the original map sheets. Where the elevation surface used to generate the contours has been derived from the previously published contours for a quadrangle, the generated contours match the legacy contours quite well. Where newer elevation sources, such as lidar, originate the elevation surface, generated contours may vary significantly from the previous cartographically produced contours due to more accurate representations of the surface, and less reliance on cartographic interpretation.     

地貌特征点的数学描述与分析

在用等高线表示3维空间地貌形态的科学性这一问题得到解决之后,自然想到如何用数学的方法来描述地貌的各种特征点。地图中的峰、谷、鞍点对应着二元函数的极大值点、极小值点以及马鞍点,首先从地貌函数的二阶方向导数入手给出了判别它们的一个基本条件,并且给出了判别它们的一个较强的充分性条件的简捷证明。然后从概念出发,用函数分析方法首次给出了地性线的宏观定义和微观定义,同时还给出了地性点的科学定义、性质以及与等高线曲率极值点的关系定理和证明。     

国家1:50 000地形数据库更新工程项目的研究

概略介绍了国家基本比例尺地形图1：50 000地形数据库更新设计方案的基本思想及作业流程。对项目实施过程中的重点、难点以及相关技术问题做了归纳,提出了解决办法。     

地貌及等高线表示的分解定理与表现定理

随着计算机制图和GIS的迅速发展，对于有着广泛应用的地貌形态特征问题，提出了进一步加以科学、系统、深入定量研究的迫切要求，以便获得更科学、合理的应用。作为一个系列研究的开始，首先要解决用2维空间的等高线表示3维空问地貌形态的科学性这一问题。为此，文中引入了地貌截影及截地貌的概念，通过地貌分解定理与表现定理的证明，以及等高线、地貌截影和截地貌三者之间的等价关系的论述，最终从数学上解决了上述基本问题，为今后的深入研究奠定了基础。     

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。     

GPS动态单频单历元定向算法及其数据分析

提出了一种动态准实时滤波算法,将基线长度作为一虚拟观测值与伪距相位观测值进行联合建模,以提高GPS动态单频单历元定向算法解算的成功率及正确率。利用LAMBDA方法初步求解整周模糊度的备选值,利用基线长度约束模糊度,计算得到单个历元的解;再根据载体的运动特性,采用一种动态适应滤波算法,剔除解算错误的值,并和解算错误或解算失败的历元进行插值和修正。对实测数据处理分析表明：该方法能够将基线约束算法的定向正确率提高5-10％左右,使其稳定性得到进一步提高。