一种改善地形图等高线自动矢量化精度的方法

数字高程模型(DEM)是GIS中进行空间分析的重要基础数据,地形图等高线自动矢量化成为其中的关键技术,如何提高等高线自动矢量化的精度成为一个重要的问题。结合RS和GIS的优点,分析地形图的特点,通过遥感图像分类方法和滤波器对地形图进行处理。结果表明,利用遥感分类方法和定向检测滤波器可以比较好地突出表现和提取地形图中的等高线。由此表明,遥感不仅能作为地理信息系统的重要数据源,而且还能作为地理信息系统信息提取的重要手段。     

扫描地形图等高线自动提取

扫描矢量化是地形图等高线数字化录入的一种常用方法,但现有的数字化方法存在一些不足:①无法处理公里网格线等干扰信息;②等高线密集区域识别困难。从扫描地形图的灰度信息出发,通过阈值过滤后将图像进行二值化处理,然后采用两边同步行走夹比取中矢量化算法进行栅格向矢量的自动转化,最后根据生成的线的长度信息将公里网格线一次删除。结果表明:基于线的长度信息可以去除95%以上的公里网格线;在地形起伏较大的山区可以自动提取80%以上的等高线,而其他相对平坦区域可自动提取95%以上的等高线,自动化程度高。     

黄土丘陵沟壑第三副区水文地貌关系正确DEM的建立与评价

本文以黄土丘陵沟壑第三副区的藉河流域为研究区,利用ANUDEM软件和1:5万地形图研究了水文地貌关系正确DEM的建立方法,从派生等高线与原始数字化等高线对比等方面对建立的DEM进行了质量评价。并且与传统TIN方法建立的不同水平分辨率的DEM做了比较。结果表明:由等高线、高程点、河流和陡崖线在ANUDEM5.1中生成的DEM质量优于由等高线、高程点和地形特征点用TIN方法生成的DEM。ANUDEM建立的DEM更能精确地反映水文地貌特征。在此基础上,研究了确定集水面积阈值的方法,通过在Arc/Info环境下运行AML程序自动提取了基于水文地貌关系正确DEM的流域特征。     

DEM数据辅助的山脊线和山谷线提取方法的研究

从数字化地形资料中自动提取山脊线和山谷线的技术在测绘、工程设计等方面有着重要的意义。本文对现有的山脊线和山谷线自动提取的方法进行深入研究后 ,指出充分利用数据中所含有的地形信息是正确提取山脊线和山谷线的有效途径 ,那种试图仅依靠二维等高线形态分析的方法很难得到理想的结果。依照该思想本文设计出了一种基于DEM数据辅助的山脊线和山谷线提取方法。该方法先利用等高线数据建立区域地形概略DEM ,然后借助三维地形分析的技术辅助进行山脊线和山谷线的提取。文后通过实验验证了该方法的有效性 ,它所提取的山脊线和山谷线与实际地形相符合。     

基于大比例尺地形图DEM快速建立方法的研究

利用现有大比例尺地形图快速生成DEM,通过对原数据格式的分析,利用程序采用基于高程点和等高线2种方式从dwg文件中批量提取出高程信息,高效、快速地获取大比例尺地形图中高精度的高程数据;使用VC^ 和ObjectARX编程技术进行DEM建模,在此过程中,通过采取优化数据结构等几种改进措施有效地减小了数据冗余并大大减少了程序运行的CPU时,快速制作出大区域高分辨率DEM。     

基于等高线隔断线确定DEM适宜分辨率的方法研究

分辨率是等高线数据插值生成格网DEM数据过程中需要考虑的一个重要参数,适宜的分辨率既能将等高线高程信息尽可能保留,又不会因插值造成数据冗余及误差。基于对格网DEM生成方式的理解,提出了等高线隔断线的相关概念,分析了基于地形图矢量化的等高线数据插值生成格网DEM数据,由不同长度等高线隔断线频率统计来确定格网适宜分辨率参考值的方法。同时,不同长度等高线隔断线的长度与其频率相乘得到标准长度,以及等高线隔断线中心点生成的密度分析图,均可在频率特征决定适宜分辨率参考值时起到一定的参考作用。通过样区实验验证,实现简便,可度量性强,与其他相关研究具有一致性,对确定适宜格网分辨率参考值具有一定的借鉴意义。     

九、地图制图学(地图学)

CH20020501 数字化等高线质量的软件自动检查方法/刘建军(国家基础地理信息中心)…∥测绘科学.—2001(4).—36～38通过对国家基础地理信息系统1∶5万 DEM 建库中数据质量控制的方法研究及实践,提出了在数字化地形图生产 DEM 过程中,解决等高线数据质量控制的两种技术方法,并介绍了其在1:5万 DEM 数据库质量控制中的应用。图13表2参4     

在AutoCAD环境下建立DEM及其在工程中的应用

在施工测量中,利用常规方法绘制施工区小范围的原始和竣工地形图并进行工程计量工作,不仅效率低,且精度不高,不能满足要求。文中首先讨论怎样在AutoCAD环境下用VLISP语言建立小范围的DEM数字高程模型及自动生成等高线,实现了通过AutoCAD平台编辑DEM和等高线以及进行三维显示;最后讨论DEM在工程中的应用。     

基于高差分块的河流区域DEM自动赋值方法

DEM生成中面状河流区域DEM格网点高程应与所在水域面高程保持一致,这一问题目前尚没有一个好的解决方法。根据地形图中等高线与河流水域面特殊空间关系特性,提出了基于高差分块的河流区域DEM格网点高程自动赋值方法。该方法采用河流水域面裁剪等高线,然后对分块多边形自动构面,自动提取分块区域高程,最后对分块区域DEM格网点高程自动赋值。实践表明该方法处理后的DEM数据比未经处理的DEM更符合河流水域面地表形态,精度更高,具有良好的实用性和可靠性。     

基于等高线表面估计法的LIDAR数据DEM提取

本文采用了一种新的利用LIDAR数据提取数字高程模型(DEM)的方法。该方法首先由原始LIDAR数据内插生成数字表面模型(DSM),然后根据DSM等高线闭合及相交情况,将等高线分为非地面等高线和地面等高线,最后内插地面等高线生成当前DEM,并采用迭代逼近的方法进行精化,生成最终的DEM。实验证明该方法可以适用于有一定起伏的地形表面,而且该方法原理简单,计算量小,切实可行。     

An improved ANUDEM method combining topographic correction and DEM interpolation

Void filling and anomaly replacement in conjunction with auxiliary sources of data have been widely used to improve the quality of existing problematic high-resolution digital elevation models. However, the traditional interpolation methods used for this purpose have always failed to eliminate the discrepancies between different data-sets. In this paper, an improved ANUDEM method is presented for DEM interpolation, which incorporates the idea of topographic correction using high correlation of topological structure between contour lines (CLs) from multi-scale digital elevation models (DEM). Firstly, the terrain topological structure is extracted from the CLs of a low-resolution DEM. The topographic surface correction is then undertaken based on the extracted structure, which recovers the topographic information of the sharp depressions and eminences to fit the high-resolution representation. Finally, the breaklines of the terrain surface are distilled and integrated into the denser DEM generation. The experiments undertaken confirmed the superiority of the proposed method over the other DEM interpolation methods. It is shown that the proposed method can provide results with a higher accuracy, as well as a better visual quality.     

彩色地形图矢量化算法的设计与实现

提出了一种从彩色扫描地形图中提取等高线的方法。其中,在等高线细化方面采用局部细化的策略,在智能跟踪中提出了方向式搜索,不仅避免了像素点的重复判断,而且保证了追踪过程的正确性。采用了一些有代表性的国家标准地形图进行测试,通过计算具体度量指标对提取结果作了定量分析。实验表明该方法在实际应用中具有很好的实用性。     

Contour line simplification method based on the two‐level Bellman–Ford algorithm

The contour line is one of the basic elements of a topographic map. Existing contour line simplification methods are generally applied to maps without topological errors. However, contour lines acquired from a digital elevation model (DEM) may contain topological errors before simplification. Targeted at contour lines with topological errors, a progressive simplification method based on the two‐level Bellman–Ford algorithm is proposed in this study. Simplified contour lines and elevation error bands were extracted from the DEM. The contour lines of the elevation error bands were initially simplified with the Bellman–Ford (BF) algorithm. The contour lines were then segmented using the vertices of the initial simplification result and connected curves with the same bending direction were merged into a new curve. Subsequently, various directed graphs of the merged curves were constructed and a second simplification was made using the BF algorithm. Finally, the simplification result was selected based on the similarity between several simplification results and adjacent contour lines. The experimental results indicate that the main shapes of the contour groups can be maintained with this method and original topological errors are resolved.     

一种高精度的格网数字高程模型自适应分层显示方法

数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)是一种常用的表示地形起伏的数字化模型,本文在总结传统DEM显示方法的基础上,提出了一种自适应的高精度格网式DEM分层显示方法。将等高线法与分层设色法相结合,通过RGB颜色空间各个通道的分层及各层的组合,把DEM各个格网点根据高程映射到RGB颜色空间进行显示。试验表明,该方法继承了等高线法和分层设色法的优点,可以自动得到比传统二维显示方法更精细的三维立体视觉效果。     

基于知识的等高线断点连接方法

分析了现有几种等高线断点处理的方法，针对冲沟、陡崖、高程注记等最常见的影响因子各自不同的形态特点，提出了一种基于知识的断点连接方法。     

基于RS与GIS技术的泸定县植被空间分布分析

以四川省泸定县为分析研究区域,综合运用遥感图像处理技术与GIS空间分析技术,用ETM+遥感影像获取归一化植被指数(NDVI)信息并反演植被覆盖度,用地形图等高线生成数字高程模型(DEM)并提取地形因子。借助叠合分析法,讨论植被覆盖度与海拔高度、坡度、坡度变率、坡向、坡向变率5种地形因子的空间关系,得到泸定县关于地形因子的各等级植被空间分布特征。分析对地植物学中高山峡谷地区植被的地形格局分布规律研究与生态环境的评价与改良都具有重要的参考价值。     

地形特征约束的等高线群渐进式简化方法

为保留等高线群简化过程中的地形特征信息,研究了一种等高线群渐进式简化方法。首先,从等高线数据中提取地形特征点及地形特征线;将提取的地形特征点和特征线作为约束条件予以量化,并作为控制变量;再依据渐进式图形简化的思想,利用控制变量对等高线上的非特征点、特征点、特征线及其关联的弯曲进行渐进式取舍,从而实现等高线群的动态简化。实验结果表明,该方法能够有效地保持地貌形态特征,同时提高了简化过程的智能化程度。     

一种面向DEM多尺度表达的傅里叶能量谱模型

针对数字高程模型（digital elevation model,DEM）数据的多尺度表达问题,根据DEM格网数据在能量谱密度中“低频-高能-大尺度”的对应关系,在化简中关联地形语义特征,构建了DEM数据的多尺度表达模型。实验结果表明,该模型可以实时动态派生不同尺度下的DEM数据,通过等高线放样观察发现,该模型派生的DEM数据满足地形表达、空间认知和制图综合中的“保留主要地形特征、舍弃次要地形特征”的基本原则。与常用的DEM化简方法进行高程值统计以及坡形变化的定量对比分析,结果表明该方法在统计意义与结构意义上都具有较好的效果。     

利用复合迭代策略进行断裂等高线重建

多种原因导致彩色栅格地形图分割后得到的等高线图像中存在大量断线,断裂等高线重建是目前的一个研究热点。分析了近5年来4种最新方法的优缺点,在模拟和分解人工智能识别判断过程的基础上,提出了一种利用复合迭代策略的断裂等高线重建方法。该方法首先总结归纳了断裂间隙区间和断裂形态的划分规律,然后制定了多种算法、运行参数、图像数据源相结合的增量式循环迭代断点匹配连接策略,对断点方向角和方向差异算法进一步优化改进,建立了断点方向差异约束规则,最终实现了各种复杂情况下的断点正确匹配连接。实验结果表明,该方法的处理效果和定量指标均优于几种最新方法,具有更好的稳定性和适用性。     

1:10000DEM生产工艺改进方法研究和应用

归纳了基于ArcGIS平台,利用地形图数据库生产1:10000DEM的工艺流程。并从以下两方面对DEM生产工艺流程进行改进:一、首次提出采用距离权法自动内插生成三维(3D)特征线,有效减少、甚至消除构TIN产生的"平台效应";二、针对生成的DEM数据,文中还提出一种大样本自动采样的精度评价方法,减少人工检查工作量。试验证明改进工艺流程能有效提高作业效率,改善DEM产品精度,使DEM产品更贴合实际地形,可用于DEM数据的快速生产。