Visibility Analysis with the Multiscale Implicit TIN

Visibility analysis is now a key function of many geographical information systems. It is also one of the most contentious tools, as it is notoriously prone to error. The paper will demonstrate the versatility of the Multiscale Implicit Triangulated Irregular Network (TIN) for the application of intervisibility analysis at multiple resolutions. This approach allows for the integration of three-dimensional (3D) topographic features with the terrain surface. The multiscale TINs are derived from generalising digital contours at a variety of lateral tolerances. The models' performances are evaluated from an extensive field study undertaken in the South Wales valleys. Results suggest that the accuracy of intervisibility analysis is very dependent upon the availability of good quality 3D topographic data. In our study, such data were shown to improve visibility performance by more than 44% over its bare-earth TIN equivalent. Interestingly, generalisation of the TINs had very little effect on visibility performance. In addition, a Monte Carlo approach to sensitivity analysis was found to be detrimental to the accuracy of visibility prediction in the full terrain and topographic models. However, this probable approach can improve intervisibility performance by up to 18% on a bare-earth TIN. The range of these visibility modelling scenarios demonstrate the flexibility of the Multiscale Implicit TIN for digital surface modelling.     

三维地形仿真中TIN数字高程模型的简化

研究了三维地形仿真中不规则三角网(TIN)的简化算法,提出了通过删除简化地形描述误差小于阈值的点,并对局部三角网进行重构进行简化的算法。该算法能较好地保留地形特征点,使简化后的地形与原地形保持最大的相似性。实验证明,本算法具有很好的简化效果和较高的效率。     

TIN的海底地形复杂度表示与计算方法

针对当前海底地形复杂度表示与计算方法存在的适用性不强,无法全面反映地形复杂程度等问题,面向海底地形的Delaunay不规则三角网表示模型,基于微分几何理论,使用节点1-邻域内相邻三角面片空间几何关系及三角面片在水平面上的投影面积,提出一种基于双二面角的海底地形复杂度的表示与计算模型,并在多个实验样区上对所提出方法进行实验。结果表明,相比目前常用的其他海底地形复杂度表示与计算方法,该方法能够适用于不同的海底地形,且更符合人类认知。     

一种基于TIN的视相关动态多分辨率地形模型

提出了一种基于不规则三角网的"回"结构分辨率的LOD(level of detail)算法,真正实现了离视点越近越清楚、越远越模糊的视觉效果,避免了在模型简化过程中的交叉、重叠和细长的三角形出现。实验结果表明,该算法能实时动态地生成不规则格网的连续多分辨率模型,实现地形场景的平滑绘制,同时具有较快的显示速度。     

地形TIN模型的实时连续LOD算法设计与实现

为了实现基于不规则三角网(TIN)地形模型的动态细节简化模型,文中介绍了一种有效的方法,即在一种新的三角网数据结构基础上,通过重复执行模型中边的“折叠”(即顶点“合并”)操作,预先计算模型中每个顶点“重要性”值,根据“重要性”对模型的三角形和顶点列表进行重新排序并将结果存储在数据结构中。在显示过程中,根据对地形的精度要求和事先存储的结果自适应地快速获取所要显示的顶点和三角形,实现TIN模型的买时动态构网显示。基于该算法,在两个不同细节的TIN模型进行过渡时可以进行快速线性插值,实现了不同细节模型间的连续过渡。     

地形TIN模型的实时连续LOD算法设计与实现

为了实现基于不规则三角网(TIN)地形模型的动态细节简化模型,文中介绍了一种有效的方法,即在一种新的三角网数据结构基础上,通过重复执行模型中边的"折叠"(即顶点"合并")操作,预先计算模型中每个顶点"重要性"值,根据"重要性"对模型的三角形和顶点列表进行重新排序并将结果存储在数据结构中.在显示过程中,根据对地形的精度要求和事先存储的结果自适应地快速获取所要显示的顶点和三角形,实现TIN模型的实时动态构网显示.基于该算法,在两个不同细节的TIN模型进行过渡时可以进行快速线性插值,实现了不同细节模型间的连续过渡.     

峡谷河道地形数据的不规则三角网构建优化

针对金沙江河道狭窄多弯,突变点多,条带式分布的地形特点,对不规则三角网(TIN)进行了人工干预和优化,从而快速、合理、准确地生成等高线。结果表明,合理地确定边界值、适当地优化TIN能快速高效地实现典型峡谷河底地形DEM建模和等高线自动生成。     

数字化地形图地形原始数据的采集理论及方法

随着我国公路建设任务的日渐繁重,缩短勘测设计周期、提高工作效率变得尤为重要。在这一要求下,数字化地形图的直接应用就成为了一个重要的突破口。本文阐述了数字地形图原始地形数据的获取,着重论述了利用纸质地形图进行数字矢量化获取数据的方法,以此作为构建数字地形图的基础数据,以期为公路勘测设计提供帮助。     

基于地面三维激光扫描技术的快速地形图测绘

在三维激光扫描技术的基础上,结合点云数据处理软件及专业数字测图软件,可以实现地形图的快速生成.与传统测绘方法相比,其具有数据获取量大、效率高、减少工作量等优势,尤其适用于时间紧、地形险峻区域的地形测量,是一种可供借鉴的地形测图方法,并通过实例说明此方法的实用性及高效性.     

一种利用地形曲率提取地形特征线算法

地形特征线是地貌形态的骨架线,主要包括山脊线、山谷线。本文深入分析和详尽阐述了利用水平曲率导数提取地形特征线算法,首先利用Evans-Young方法求取地形曲率,推导了水平曲率导数的计算公式,再利用三次曲面拟合的方法对水平曲率求导数,根据水平曲率及其导数值得到最终结果。并在不同分辨率的DEM数据上进行了实验,验证了算法的实用性和适用性。     

一种复杂轮廓线的真三维TIN算法

针对多层轮廓线三维重构问题,研究了真三维复杂轮廓线的空间分布特征,通过引入参考基准面概念,提出了一种顾及局部平展特性的真三维TIN生成算法。该方法在递增生成表面过程中,利用了加权最小三角化方法,动态建立参考基准面,将三角面片自身形态和局部邻接轮廓点的相对空间关系有机地结合起来,避免了面片的遮掩重叠和自相交,使得重建表面和原始表面的拓扑差异最小。选取三维地震量测的多层反射波剖面数据进行了实验,并对不同算法得到的实验结果进行了分析比较,得出实验结论:本文算法快速可靠,重建出来的三维表面过渡光滑、自然,更接近实际的表面形态。该方法对于石油、地质勘探三维地质构造形态辅助解译具有现实的应用意义。     

一种随机增量式地形建模算法设计

Delaunay三角网是DEM主要表示方式，一直以来，因其数据结构和构造算法的复杂性导致应用受限。本文结合随机增量式算法理论，提出一种全新的有向无环图（directed acyclic graph，DAG）查找数据结构（search data structure）和随机增量式Delaunay三角网构造算法，并对算法作了简要证明和深入分析。该算法最大的特点是具有随机特性，能够支持地形特征数据的动态更新。     

大规模场景中多分辨率地形TIN模型

为了实现大规模场景的多分辨率显示,文中利用LOD细节分层思想提出了一种地形TIN模型.重点解决不同分辨率TIN模型间的连续过渡问题,以及分块TIN模型的创建问题,包括TIN构网时的数据结构设计和算法优化.     

基于地形匹配的InSAR地形变化检测方法研究

针对目前我国InSAR系统中定位定姿设备精度不高的现状,提出了一种基于地形匹配的地形变化检测方法。该方法是InSAR数据应用于地形变化检测的一种新途径,能够在InSAR系统直接定位精度不高的情况下,提高地形变化检测数据处理的自动化程度。     

大规模场景中多分辨率地形TIN模型

为了实现大规模场景的多分辨率显示，文中利用L0D细节分层思想提出了一种地形TIN模型。重点解决不同分辨率TIN模型间的连续过渡问题，以及分块TIN模型的创建问题，包括TIN构网时的数据结构设计和算法优化。     

利用残差地形模型空域法精化局部地球重力场

陆地高分辨率重力数据是超高阶重力场模型及其应用研究的基础,但现有的观测技术和手段限制了陆地重力测量的覆盖区域,全球仍有大量的重力测量空白地区.采用残差地形模型空域法,利用高通滤波技术提取航天飞机雷达地形测绘任务(shuttle radar topography mission,SRTM)分辨率3"×3"的V4.1数据短...     

Local Multiscale Modelling of Geoid Undulations from Deflections of the Vertical

This paper deals with the problem of determining a scalar spherical field from its surface gradient, i.e., the modelling of geoid undulations from deflections of the vertical. Essential tools are integral formulae on the sphere based on Green’s function of the Beltrami operator. The determination of geoid undulations from deflections of the vertical is formulated as multiscale procedure involving scale-dependent regularized versions of the surface gradient of Green’s function. An advantage of the presented approach is that the multiscale method is based on locally supported wavelets. In consequence, local modelling of geoid undulations are calculable from locally available deflections of the vertical     

基于点删除的地形TIN 连续LOD模型的建立和实时动态显示

介绍了一种对于地形不规则三角网(TIN)建立层次细节(LOD)模型和实时动态显示的方法按照给定的条件通过重复执行顶点删除和局部三角化，对TIN中的点和三角形数据结构进行调整，建立地形TIN的连续LOD模型。在显示的过程中，根据视点的远近从上述LOD模型自适应地获取和显示所需三角形，实现地形TIN的实时动态显示。     

地形改正与地形直接影响的转化关系

传统的第三边值问题的解算方法有Molodensky算法和Stokes-Helmert算法两种。在Molodensky算法中使用的地形改正和Stokes-Helmert算法中使用的直接影响均由大地水准面外地形产生,因而必然存在关系。本文通过推导给出了直接影响是地形改正、层间改正与压缩地形影响3项之和的结论。在此基础上,给出了直接影响的质量线平面积分算法、质量棱柱平面积分算法和地形改正的球面积分算法。此外本文还推导了布格球冠层间改正算法。通过实验得出,直接影响的质量线平面积分算法和质量棱柱平面积分算法与传统球面积分算法的差异分别为3.81和1.64 m Gal;地形改正球面积分算法与传统质量线、质量棱柱平面积分的差异分别为3.92和1.69 m Gal。该结果说明,本文推导的直接影响与地形改正的关系式是正确有效且实用的。     

DEM地形复杂因子的确定及与地形描述精度的关系

以相邻地形单元正法向量的夹角作为判断准则,提出了地形复杂因子的概念,用来量化描述DEM地形复杂度,并推导出栅格DEM和不规则三角网DEM地形复杂因子的计算公式。利用高斯合成曲面模拟不同的栅格DEM地形,研究地形复杂因子ECF与平均高程-h对DEM地形描述精度RMSEEt的影响。利用线性回归方法对模拟结果进行统计分析,得到栅格DEM地形描述精度RMSEEt与地形复杂因子ECF和平均高程h-之间的线性关系。该结果可以根据地形复杂程度推算DEM地形描述精度,而且可为DEM生产和误差研究提供可靠的理论依据。