海洋测量学

CH20110267导航用海洋重力异常图的孔斯曲面重构方法=Coons Curved Surface Reconstruction Method of Marine Gravity Anomaly Map for Navigation/李姗姗,吴晓平,赵东明(信息工程大学测绘学院)∥测绘学报.-2010,39(5).-508~515基于地球重力物理场连续的特性,将计算机构图中的孔斯(Coons)曲面建模引入到导航用海洋重力异常图的加密重构中,建立不同边界曲线的双一次Coons曲面和双三次C1Coons曲面重力异常模型。通过对实验区数据计算分析,结果表     

基于Coons曲面的规则格网DEM表面模型

内插是数字高程模型的核心问题。目前的内插模型主要是由离散的格网数据构建的连续曲面,直接以点推面,可能存在较大的地形误差。本文建立的Coons曲面DEM表面模型,首先利用离散的格网数据构造与格网边界相对应的地形剖面曲线的拟合曲线,再基于拟合曲线构建DEM表面模型。实验表明：Coons曲面DEM表面模型是一种高精度的DEM表面模型,其地形模拟误差比直接基于格网数据建立的双线性内插、样条函数内插和移动曲面拟合法的误差都小,实际地形模拟误差与双线性模型相比减少15％-28％,且精度随着构建边界拟合曲线所用格网点的增多而逐渐提高。     

基于Coons曲面的格网DEM传递误差

构造了基于边界曲线的Coons曲面DEM;研究了Coons曲面DEM的传递误差,推导出不同边界曲线构成的Coons曲面DEM模型的传递误差;得到了Coons曲面DEM的传递误差大于双线性DEM的传递误差的结论,并分析了传递误差与格网点数目的关系.     

局部海洋磁力异常图的Coons曲面重构

针对地磁导航中地磁图的精化与制备的问题,采用了一种在地形拟合中使用的Coons曲面模型方法。探讨了使用不同的已知点数和边界曲线方法时Coons曲面的精度变化。针对某测区海洋地磁异常数据进行了实验,并与常用的Taylor多项式和Kriging插值两种方法进行了对比。由实验结果看出其精度优于其他两种方法,为在进行地磁匹配导航时得到更为精细的地磁图提供了一种参考方法。     

DEM内插方法的研究与分析

在调兵山地区,选择61个已知点作为起算数据,采用移动三角面法和双二次多项式曲面内插法建立该地区的DEM模型。经实验分析发现,移动三角面法建立的DEM内插中误差值要高于双二次多项式曲面内插中误差值,尤其在地势变化比较大的区城内插精度比较高,适合地形起伏变化较大区域的高程内插。双二次多项式曲面法建立的DEM在地势变化比较平缓的地区内插精度要高于移动三角面法,适合地形起伏较小地区的高程内插。     

GPS高程拟合方法的研究

本文选取某地区74个已知点(大地高和高程异常值已知)作为实验数据,选择46个点作为建模点,选择28个点作为外检验点,选择多项式曲面拟合模型和双次多项式曲面拟合模型及泰勒多项式拟合模型的方法来建立该地区GPS高程拟合模型,并研究不同模型对拟合精度的影响。通过VB程序设计语言实现拟合模型的建立并进行精度比较。通过实验证明,在多项式曲面拟合模型中二次曲面模型拟合效果最好,次数增加时出现龙格现象;在双高次曲面拟合模型及泰勒多项式曲面拟合模型中双三次拟合和泰勒二次多项式拟合效果最佳。通过实验比较,可以得出在多项式曲面拟合模型中双三次曲面拟合模型的拟合效果最好。     

BP神经网络DEM曲面内插研究与分析

作为高效内插技术,DEM曲面内插迅速崛起于测绘科学领域,如何高精度、高效率地内插成为当前研究的热点。本次研究选取辽宁省调兵山实验区域为研究对象,利用多项式曲面内插法结合BP神经网络算法进行实验,主要研究各方法之间的精度和BP神经网络对其优化的效果。研究结果表明:1)实验区域内使用单种内插方法内插时,双三次多项式内插法的内插精度最佳,双四次最差;2)BP神经网络能较好地优化双多次多项式曲面内插精度;3)BP双三次多项式曲面内插法是一种适合调兵山地区的内插方法。     

DEM曲面内插组合方法的研究

数字高程模型广泛应用于测绘科学各个领域,如何建立模型并高效率地进行内插成为现在研究的热点问题。文中以辽宁省黑山市调兵山地区三维坐标采集数据为基础,使用多项式曲面内插法、加权平均法和组合方法进行内插,对比内插精度,验证加权平均对多项式内插精度的影响,研究组合方法的可行性,找出适合实验区域的内插方法。研究结果表明:在实验区域使用多项式和加权平均内插方法时加权平均方法内插精度最高;加权平均方法能较好地优化多项式内插精度;组合方法中加权双三次多项式内插方法能较好地削弱地势对精度的影响,是一种适合实验区域的方法。     

基于多点的规则格网DEM的传递误差分析

论述了利用数量不同的格网数据构建的样条函数DEM模型和Coons曲面DEM模型的传递误差不同,指出同一插值方法的DEM模型随着构建模型所用的格网数据数目的增多,传递误差增大;当格网数据数目同样多时,减弱相邻格网单元上格网数据权重比例,传递误差就会相应地减少。     

DEM曲面分区内插方法研究

DEM在工程建设与自然科学领域应用极为广泛,如何准确、高效地运用曲面内插成为内业数据处理方面的研究热点。本文以辽宁省调兵山试验区域内已知点数据为基础,对比了移动三角面内插法、双多次多项式曲面内插法、Zernike多项式曲面内插法的内插精度,研究了按曲面坡度分区讨论对内插的改进效果。研究结果表明,按曲面坡度进行分区,使用多项式和移动三角面法进行混合内插,能很好地削弱地势对精度的影响,使DEM曲面内插精度有很大的提高。     

基于二次曲面的Shepard拟合法在GPS水准中的应用

针对GPS水准中常用拟合方法的不足,给出一种基于二次曲面的Shepard拟合法。通过某测区GPS水准实测数据,采用二次曲面拟合法、Shepard拟合法、多面函数法和基于二次曲面的Shepard拟合法对测区高程异常进行拟合,结果表明,基于二次曲面的Shepard拟合法计算得到的高程异常的精度和可靠性最高。     

两种GPS水准综合模型的比较研究

给出了GPS水准拟合中的加权综合模型和混合拟合模型,通过某测区的GPS水准数据对该两种综合模型和几种单一模型进行了计算和比较分析,结果表明综合模型逼近高程异常的精度和可靠性均高于单一模型,并且混合拟合模型比加权综合模型理论上更为合理。     

基于二次曲面的Shepard方法在GPS高程拟合中的应用

针对单一GPS高程拟合方法的不足,给出了一种基于二次曲面的Shepard拟合法。通过对二次曲面拟合法、Shepard拟合法和基于二次曲面的Shepard拟合法进行高程拟合结果的比较,表明基于二次曲面的Shepard拟合方法能显著提高高程拟合精度。     

基于多点的规则格网DEM的传递误差分析

论述了利用数量不同的格网数据构建的样条函数DEM模型和Coons曲面DEM模型的传递误差不同,指出同一插值方法的DEM模型随着构建模型所用的格网数据数目的增多,传递误差增大;当格网数据数目同样多时,减弱相邻格网单元上格网数据权重比例,传递误差就会相应地减少。     

An application of Coons patch to generate grid-based digital elevation models

We have presented a new method for generating grid-based digital elevation models (DEMs) based on Coons patch. A series of Gaussian synthetic surfaces with various surface complexities were employed to comparatively analyze the simulation accuracies of Coons patch and the classical interpolation methods, such as IDW, Natural neighbor, SPLINE and KRIGING. Results indicate that irrespective of terrain complexity, Coons patch is much more accurate than the classical interpolation methods, and the accuracy of Coons patch is about 327.30, 15.19, 3.66 and 40.07 times as high as the accuracies of IDW, Natural neighbor, SPLINE and KRIGING on average. A real-world test area was used to test the effect of sampling density on the simulation accuracy. The results indicate that Coons patch has a higher accuracy than the classical interpolation methods regardless of sampling density. In a word, Coons patch as an accurate interpolation method can be used for grid-based DEM construction.     

基于曲面拟合的GPS/水准实验研究

在缺乏重力资料的情况下,应用几何方法进行高程异常拟合计算是一种常用方法.本文首先介绍了曲面拟合原理,总结精度评定方法;然后设计了两种实验方案,对模型的适应性进行研究.实验结果表明:根据测区地形、控制点分布情况选择合适的模型进行GPS/水准拟合可满足一般性工程需要.     

基于球冠滑动平均的球面重力异常分离方法

将传统直角坐标系中的滑动平均方法(包括圆周法与网格法)运用到球面重力异常分离中。模型实验及实际应用均表明,该方法优于直接截断重力场模型阶次分离异常的方法,能够更好地反映实际地质情况,不仅适用于全球区域也适用于局部区域。     

基于Visual Studio的总体最小二乘高程拟合研究及实现

GPS水准主要根据测区内若干基准点上的高程异常构建曲面来逼近似大地水准面,由GPS测出基准点的大地高即可求出该点的正常高。本文主要研究一片小区域且较为平坦,应用最小二乘和总体最小二乘对平面拟合法、二次曲面拟合法和三次曲面拟合法进行探讨,并在Visual Studio平台上用Cshape语言实现高程拟合的过程。结果显示,三次曲面拟合法的总体最小二乘相比于其他方法效果最好。