基于B样条小波的等高线数据简化

基于B样条小波的变换特征,本文研究了地貌形态的自动综合过程中等高线的数据简化问题,提出了基于B样条小波的等高线的数据简化方法,并进行了实验。理论和实验结果表明,利用所述方法对等高线进行数据简化,方法简捷,精确度高,而且能够保留原等高线的形状结构特征。因此,基于B样条小波的数据简化对地貌形态自动综合是可行的。     

B-样条函数在地形图绘制中的应用

本文提出了利用B－样条函数绘制地形图中曲线的方法，并从根本上解决了等高线相交这一棘手问题．用户利用改变参数就可方便地调整曲线的光滑度和形状．     

径向基核函数在DEM内插中的适用性分析

针对空间插值中不同核函数在不同地形条件下的适用性问题,该文选取了平原、丘陵和山地3种地貌类型区,采用5种常用的径向基核函数分别生成若干分辨率的DEM,通过高程统计参数、空间自相关特性和等高线套合分析DEM的精度差异。综合而言,平原地区中多重对数函数、多重二次曲面函数、反多重二次曲面函数和自然三次样条曲面函数插值效果没有显著差别,薄板样条曲面函数相对略差;丘陵地区选择多重二次曲面函数和薄板样条曲面函数插值效果最好,多重对数函数和自然三次样条曲面函数次之,反多重二次曲面函数最差;山地地区采用多重二次曲面函数插值能取得较为满意的效果,其他4种核函数逊之。     

GNSS高程转换的B样条函数模型精度与分析

详细研究了B样条函数用于GNSS高程转换的函数模型与转换精度,并与三次样条函数、三次赫米特插值的高程转换精度进行比较,分析得出以下结论：1)当控制点间距约为5 km时,三次非均匀B样条函数、三次样条函数和三次赫米特插值的高程转换精度优于1.0 cm,且95%以上的转换高差都满足四等几何水准的限差要求,整体上三次非均匀B样条函数的高程转换精度与三次样条函数、三次赫米特插值的高程转换精度基本相当。2)算例一表明三次均匀B样条函数的高程转换精度差于三次非均匀B样条函数、三次样条函数以及三次赫米特插值,原因是控制点间距不均匀。当控制点的间距小于30 km时,三次非均匀B样条函数、三次样条函数以及三次赫米特插值均有87%以上的转换高差满足四等几何水准的限差要求。在高程异常变化较为平坦的线性工程中,采用三次非均匀B样条函数模型进行高程转换的控制点间距建议不大于30 km,且在高程异常剧烈变化区域相应增加控制点有利于提高高程转换精度。     

基于Model Builder DEM的明暗等高线绘制

以重庆市缙云山DEM为数据源,首先利用ArcGIS的Model Builder生成明暗等高线模型,然后导入重庆市缙云山DEM数据得到明暗等高线,最后根据明暗等高线属性字段设置受光面和背光面等高线颜色得到具有三维立体效果的明暗等高线地图。实验结果表明,根据DEM绘制得到的明暗等高线与缙云山实际地貌形态较符合,能真实反映缙云山的三维地貌形态,弥补了传统等高线表示地形立体感不强的缺点,同时空间建模也大大提高了等高线绘制工作的效率。     

基于三维激光扫描技术的矿山地形快速测量的关键技术研究

介绍利用三维激光测量技术进行矿山复杂地形测量的流程与方法,提出基于网格分块的激光点云数据非地面点的快速过滤方法,并详细介绍移动最小二乘法拟合地形表面的DEM方法和采用三次B样条曲线拟合地形等高线方法等关键技术。在此基础上,利用IDL语言编制基于激光点云数据的矿山测量快速出图软件LIDARVIEW。该软件具有激光点云快速处理(包括点云删除、过滤、合并和抽稀等)、地物快速绘制、DEM和等高线生成等功能。最后以实例说明如何利用三维激光扫描仪和LIDARVIEW软件实现矿山地形的快速测量与绘制,以得到矿山数字地形图、DEM数据和等高线等成果。     

三次参数样条曲线在等高线矢量化中的应用

主要阐述了如何应用参数样条曲线在AutoCAD中快速准确地矢量化等高线。通过对三次参数样条曲线不同边界条件所绘线形的分析,最终选定了用夹持端样条曲线来矢量化等高线,并在AutoCAD平台上和VC 6.0开发环境下,用Object ARX开发工具包开发完成该矢量化程序。实践证明,该法切实可行,提高了工作效率。     

基于参叉像元和非均匀B样条曲面的遥感图像超分辨率重建

遥感图像之间的信息互补可以提高图像分辨率,但插值方法易使图像边界模糊、部分细节信息丢失。针对这一问题,提出一种基于参叉像元与非均匀B样条插值相结合的遥感图像超分辨率重建方法。利用经灰度匹配和亚像元级几何配准的2景低分辨率图像,通过参叉交错像元采样到原图像网格2倍的网格中;对于没有值的坐标处用三次B样条插值,插值时选用非均匀的节点参数化方法,曲面图像网格点由邻域36个已知像元组成;在求解待插值点参数值时引入平行线法和黄金分割法迭代寻找最优值,使插值更准确;最后对插值后的图像进行复原处理,重建可视效果更好的"高"分辨率图像。对实验图像的评价表明,用本文方法重建的图像在清晰度、信息量、信噪比和分辨率等方面均有较大的提高。     

结合分段三次多项式与Akima法的等高线平滑方法

实际地形一般是连续变化的。根据数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)自动绘制的等高线由折线段相连而成,需要进一步平滑,以便更准确地描绘出实际地形的分布。结合分段三次多项式与Akima法来对等高线进行平滑处理。实验证明该方法效率高,结果满意,达到较好的平滑效果。     

多尺度等高线簇拓扑关系定量表达方法研究

等高线拓扑关系定量表达对空间认知、地形特征挖掘、地图综合等至关重要。然而,已有研究多针对等高线树的生成及综合算法,缺乏等高线拓扑关系及其与尺度变化关系的定量表达,不同地貌类型其变化规律是否一致仍未知。为此,通过分带与投影转换、非闭合等高线拓扑检查与闭合及有向等高线树的构建等,发展了一种等高线拓扑关系定量表达方法。采用高山、中山、平原地貌60组多尺度等高线数据集,探究不同地貌类型的多尺度等高线拓扑指标及其随尺度变化规律的一致性。试验结果表明,相邻尺度等高线拓扑指标变化规律符合空间认知与推理,不同地貌类型多尺度等高线拓扑指标与尺度变化间关系可用同一个幂函数定量表达,该结论为基于多尺度空间相似关系等高线全自动综合的实现提供了理论支撑。     

Storage-efficient reconstruction framework for planar contours

A storage-efficient reconstruction framework for cartographic planar contours is developed. With a smaller number of control points, we aim to calculate the area and perimeter as well as to reconstruct a smooth curve. The input data forms an oriented contour, each control point of which consists of three values: the Cartesian coordinates (x, y) and tangent angle θ. Two types of interpolation methods are developed, one of which is based on an arc spline while the other one is on a cubic Hermite spline. The arc spline-based method reconstructs a G¹ continuous curve, with which the exact area and perimeter can be calculated. The benefit of using the Hermite spline-based method is that it can achieve G² continuity on most control points and can obtain the exact area, whereas the resulting perimeter is approximate. In a numerical experiment for analytically defined curves, more accurate computation of the area and perimeter was achieved with a smaller number of control points. In another experiment using a digital elevation model data, the reconstructed contours were smoother than those by a conventional method.     

一种基于曲线分段的等高线自动注记方法

等高线注记是一种特殊的曲线注记,它除了有普通曲线具有的分段注记以及在曲线光滑部分注记等问题外,还存在字头朝向问题和沿辅助曲线注记的问题。本文提出了新的分段注记算法以及高程朝向判断方法,使等高线注记有更好的注记效果。     

基于多项式曲线拟合的海上地震勘探拖缆定位EI北大核心CSCD

海上拖缆地震勘探作业过程中电缆在形状上通常呈现为光滑的曲线,传统的拖缆定位大多基于坐标递推的数值方式,对声学距离、罗经鸟方位角等观测值的建模在理论上不够严密。为使观测值得到更加充分的利用,本文提出一种基于多项式曲线拟合电缆形状的平差定位模型。使用我国南海某工区海上拖缆勘探作业的实际数据进行测试,结果表明,本文模型估计的检波点位置精度约4.5 m,与传统模型相比精度最大改善率为58.1%,因此,本文模型能够更好地保障高精度海上地震勘探作业的顺利进行。     

GIS中曲线误差带模型的一种算法

针对ＧＩＳ中对曲线位置不确定性分析的要求,提出了一种采用数值方法计算拟合曲线点位误差的算法,给出了确定ＧＩＳ中任意曲线误差带模型的具体计算步骤与计算公式,并结合实例,绘制了三次样条拟合曲线的误差带。     

半参数估计的自然样条函数法

用补偿最小二乘原理，得到了参数和非参数分量的惟一解，并通过模拟计算，对半参数回归模型和参数模型的计算结果进行了比较。结果表明，半参数回归方法能较好地将观测值中具有连续光滑特性的系统误差分离出来。     

高光谱遥感数据三次光滑样条滤噪

分析了高光谱遥感数据噪声滤波的作用和现状，实现了一种基于三次光滑样条函数的高光谱遥感数据噪声滤波算法，解决了目前高光谱遥感数据噪声滤波算法自适应效果不理想的问题。通过对AVIRIS数据试验，证明此方法简单易行，计算精度高，具有良好的局部自适应拟合能力，并能有效地滤除数据中的噪声，改善数据质量。     

A CURVE OF TRANSITION

Abstract

The original object of a transition curve was to ease the change from a straight line of communication to a circular line, or vice versa. It may even be laid out to connect one circular curve with another of different radius. In this manner the discomfort and even the danger to travellers in vehicles traversing such lines of way are obviated, abrupt variations of acceleration being overcome. The first curve to be used for this purpose was the elastica, introduced by Froude about 1842, and it is worthy of note that in their initial lengths all transition curves conform closely to this earliest form of easement. It is indeed obvious that, since the circle is a curve of the second order, an easing curve must be of a higher order ; the curve of the next higher order is of the third degree, and of all such curves the cubic parabola is the simplest, its equation being a²y ==x³.     

附有建模误差的曲线不确定性及其可视化

为描述复杂的现实世界对象,在GIS中将地理对象抽象和简化,建模误差必然存在,并且成为不确定性内容中的重要组成部分。本文将建模误差纳入到不确定性模型中,以三维B样条曲线为例,采用误差传播律来评估参数曲线的线位不确定性,充分体现现实世界对象的复杂性和数字表达的抽象简化的差距,进一步完善了不确定性理论。     

Fast Image‐Space Silhouette Extraction for Non‐Photorealistic Landscape Rendering

Landscape illustration, a core visualization technique for field geologists and geomorphologists, employs the parsimonious use of linework to represent surface structure in a straightforward and intuitive manner. Under the rubric of non‐photorealistic rendering (NPR), automated procedures in this vein render silhouettes and creases to represent, respectively, view‐dependent and view‐independent landscape features. This article presents two algorithms and implementations for rendering silhouettes from adaptive tessellations of point‐normal (PN) triangles at speeds approaching those suitable for animation. PN triangles use cubic polynomial models to provide a surface that appears smooth at any required resolution. The first algorithm, drawing on standard silhouette detection techniques in surface meshes, builds object space facet adjacencies and image space pixel adjacencies in the graphics pipeline following adaptive tessellation. The second makes exclusive use of image space analysis without referencing the underlying scene world geometry. Other than initial pre‐processing operations, recent advances in the OpenGL API allow implementations for both algorithms to be hosted entirely on the graphics processing unit (GPU), eliminating slowdowns through data transfer across the system memory bus. We show that both algorithms provide viable paths to real‐time animation of pen and ink style landscape illustrations but that the second demonstrates superior performance over the first.