基于格网DEM的地形特征线提取方法比较

山脊线和山谷线是进行地形学形态研究的基本问题之一,本文介绍了基于DEM数据提取山谷线和山脊线的国内外研究现状,并重点介绍了基于规则格网DEM提取的方法以及实际工作中所需要注意的问题.     

基于规则格网DEM的地形特征提取算法

提出并实现了一种基于规则格网DEM的地形特征线提取算法,该算法在现有地表水流模拟方法的基础上将矢量操作与栅格操作结合起来对规则格网DEM中的洼地进行填平处理,采用邻域格网分组扫描方法确定平地水流方向,与以往算法相比在提取效率和结果准确性等方面都有了明显的改进,从而也使其更加适合于对大规模的DEM数据进行处理,采用各种尺度的DEM进行试验的结果验证了以上结论.     

基于格网DEM线状分析窗口的地形特征线快速提取方法

提出基于正交条带状分析窗口及DEM数据,实现地形特征线快速提取的方法。通过在黄土丘陵区的实验显示,该方法与现有的方法相比具有提取方法简单、精度高、栅格矢量数据格式间转换较为方便的特点。     

DEM构建中的断裂线处理

根据断裂线在地表曲面中的数学性质,将断裂线分为硬断裂线和软断裂线,处理软断裂线时采用修改采样点权值的方法,处理硬断裂线时采用直接划分两侧采样点的方法。实验结果表明,该方法思路简单、容易实现,计算结果精度较高。     

等高线生成规则格网DEM适宜分辨率的选取方法研究

等高线数据是生产规则格网DEM的常见数据,生产过程中DEM适宜分辨率的选取直接决定DEM的地形表达精度,影响下一步数字地形分析的结果。本文以辽宁某丘陵样区1∶50 000地形图中等高线为基础数据,首先,基于整体地形特征及等高距对适宜分辨率做出大致判断,通过初步分析确定6种备选分辨率;然后,基于不同分辨率坡度均方根误差(Slope RMSE)在格网大小逐渐减小的过程中趋于稳定的特性确定适宜分辨率;最后,利用重构等高线与原始等高线的对比结果验证适宜分辨率选择的准确性。经过实验得到样区数据适宜分辨率为20 m。     

特征嵌入式DEM的地形要素快速格网分割算法

基于地形要素(PLA)对象属性的数据组织方式,完成特征嵌入式DEM(F-DEM)构建中PLA在格网DEM中快速定位、剖分及数据组织。试验结果显示,该算法能有效地解决在构建F-DEM中DEM与PLA一体化集成的问题,同时也为GIS矢量数据的分区分割与管理提供了较好参考。     

基于格网重构等高线的DEM精度评估

基于重构等高线,本文提出了一种新的DEM精度指标-原始等高线与重构等高线间的面积差与原始等高线长度之比,研究基于重构等高线的DEM精度评估,评价DEM与实际地形吻合的情况。     

特征点与骨架线约束的DEM简化

针对基于特征的地形简化方法不能很好的同时顾及特征点和骨架线的问题,提出了一种特征点与骨架线约束下的数字高程模型简化方法,在选取重要的地形特征点构建简化不规则三角网的同时,利用地形骨架线对简化过程中不规则三角网的生长实施约束。从等高线生成、高程精度、地形形态描述指标和地形骨架线保持程度4个方面,与广受关注的特征点方法、新近提出的复合方法进行对比。实验结果表明,本文提出的方法在各个方面均较显著地优于前两种方法,能够在地形简化过程中更全面、更大程度的保留初始地形的形态。     

基于规则格网DEM的等高线提取算法的优化与实现

随着DEM数据获取质量的日渐提高,利用规则格网DEM准确快速地提取等高线已经成为等高线自动绘制及DEM精度评估的重要方法之一。本文在传统算法的基础上,提出了遍历状态值、中心点符号法、"视点"等概念,分别对格网遍历原则、等高线走向二义性问题及等高线方向一致性处理等方面进行了优化,并使用C++语言在VC++6.0集成开发环境中实现了该算法。     

基于DEM提取水域特征的一种算法实现

本文提出并实现了一种基于规则格网DEM的地形特征线提取算法。该算法基于水文模拟方法,提出了平地、洼地的结构模型,研究了它们形成复杂洼地的拓扑关系,在此基础上设计了洼地填平等算法,简便快捷,在邙山小流域水土保持项目中得到应用,效果较好。     

基于LiDAR点云与特征线的DEM更新方法

比较和分析现有特征线的获取方式及其优缺点,结合TIN模型的构网原理阐述特征线在辅助构建TIN模型中的作用,并在此基础上使用RTK技术对基于LiDAR点云与特征线生产的DEM精度进行实地检核,最后得出应用特征线可在较大程度上提高DEM精度的结论.     

特征嵌入式数字高程模型研究

针对常规格网DEM地形模拟的失真问题,借鉴面向对象技术,提出了“矢量化模拟,栅格化组织”方法,构建了融合地形场特征与对象特征为一体的特征嵌入式数字高程模型——F-DEM(features preserved-DEM)。     

DEM制作检查及精度问题的解决方法

介绍了通过数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集现有地形图等高线的步骤,再通过内插方法生成DEM,并对如何提高DEM精度提出了解决方案。     

一种改进的双线性规则格网DEM内插算法

在构建高精度规则格网DEM过程中,针对双线性内插模型对地形表面的线性描述所产生的误差问题,提出了一种误差校正的方法。该方法依据待插值点邻域内的坡形以及坡度与R因子的值对双线性内插中间结果进行校正。实验结果表明,在4种不同地貌类型区域,基于误差校正的双线性内插方法精度均高于传统的双线性内插方法,在丘陵、低山、高山地区内插精度也高于自然邻近内插、反距离加权内插与普通克里格内插方法。     

基于随机过程的格网DEM精度场模型

针对目前DEM格网精度从理论上难于统一量化描述问题,提出一种基于随机过程的格网DEM（grid digital elevation model, grid DEM）精度场模型,该模型从随机过程理论入手,借助DEM的统一插值模型,建立了DEM两类误差（噪声误差和逼近误差）的数学表达,并分析了构成DEM误差的各个分量的数学意义。与已有的模型相比,该模型实现了传统DEM两类误差的统一描述,此外,该模型适用任意插值方式生成的格网DEM的精度评价。     

结合NASA DEM和AW3D30 DEM的太原市DEM数据融合

本文首先以DEM数据为例,将输入数据与参考数据配准至同一像素位置,然后分别将均方根误差和标准差作为参考指标,在不同坡度等级的区域内,通过权重系数从0至1的遍历探寻最佳加权融合系数,从而确定融合方案并进行NASA DEM与AW3D30 DEM的数据融合,最后对融合效果进行定量评价。结果表明:配准前,NASA DEM沿x、y、z方向的位移分别为-2.65、2.41、0.60m,AW3D30 DEM位移分别为1.04、7.51、-3.33m;配准后,原始数据各项误差均减小,且NASA DEM的系统误差基本消失。融合DEM相较于NASA DEM,平均误差和均方根误差分别减小了25.0%和36.8%;对于AW3D30 DEM,误差降幅分别为86.5%和13.2%。     

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.     

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。     

基于栅格DEM提取坡向统计特征的研究

利用窗口分析法在处理栅格DEM数据时的独特优势,分析坡向数据的特性,定义坡向的平均值和标准差这两类基于栅格数据的统计特征,并利用VB编程实现了栅格坡向数据平均值和标准差的提取.     

规则格网DEM地形表面重构的形态精度研究

规则格网 DEM 是数字地形模拟的主要数据结构,以黄土丘陵地区1:50000规则格网 DEM数据为例,分析研究双线性内插模型和三次卷积内插模型在规则格网 DEM 地形表面重构中的形态精度问题。结果表明,不同内插模型构建的细小格网 DEM,在高程数值精度方面没有显著差异,但对局部地形的形态精度具有显著的影响,且双线性内插模型和三次卷积内插模型都难以实现形态高保真 DEM 地形表面重构;随着 DEM 应用的深入,非常有必要构建一些科学合理、简洁高效的形态高保真 DEM 地形表面重构模型。