基于双线性内插规则格网DEM地形误差模型

双线性DEM表面模型的精度包括:使用双线性建模方法从格网量测数据传递过来的误差和地形表面的线性表达导致的精度损失。从理论上推导并证明了地形线性表达的误差极值是格网分辨率与地形坡度乘积的常数倍。并根据地形说明了,在不同地形时常数c的不同取值。     

增量法地形可视计算与分析

DEM在表达地形时具有水平等距网格和垂直高差的特点,根据DEM表达地形的特点,利用双增量地形可视计算方法,以水平方向矢量叉乘增量计算来判断点的可视性,采用垂直方向高程增量的谷地凹处盲区测试,根据地形高程的变化来消除不可视点,该算法思路清晰、计算复杂度低。同时重点分析该算法在地形的部分区域和不同特征地形上的特点,指出该算法在起伏山地和沟谷地形中的优势;横向上与ArcGIS功能模块进行比较,可视计算速度大大提高。     

DEM地形可视化自增强技术

地形可视化是地形表达、虚拟地理环境与虚拟仿真领域中重要的组成部分。论文首先回顾了DEM地形分析与表达技术,然后重点阐述了如何利用DEM自身解译的地形信息,增强DEM地形等高线图、地形晕渲图等地形可视化效果,突出不同地形特征与细节,实现可量测性和直观性为一体的3维地形表达,提供用户更为直观、准确的地形认知。     

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。     

雷达探测范围地形可视域分析方法

雷达探测目标时,受地形复杂程度影响很大,加上地球曲率的影响,会产生很多探测盲区,通过研究分析雷达探测区,既可以进行突防、突击,又可以对雷达进行优化部署,减少雷达探测的盲区。为了获取高效、准确的雷达探测范围,本文在研究相关领域现有成果的基础上,结合雷达探测原理和特点,并且顾及了无线电波在空气中传播折射的影响而引入了等效地球半径,提出了以等效地球半径为基准的雷达探测范围地形可视域分析方法。该方法包括基于地形分析的可视域分析原理算法和建立在地理信息系统基础上的可视域分析数学模型。本文还给出了该模型的算法与实现,并对结果进行了分析和评估。     

基于城市建筑物的战场环境可视分析

从城市作战实际出发,主要以建筑物为考虑因素,提出了利用DEM叠加建筑物高度信息进行城市战场环境可视分析,研究了在城市战场环境中进行可视分析时应选择的数据类型,以及DEM与建筑物高度信息的快速获取途径与各方法的特点。利用这种方法对有关城市市区进行了实验分析,验证了方法的可行性与准确性。     

基于距离场映射的地形可视域分析方法

地形可视域分析是地形分析的重要组成部分,针对现有方法存在的复杂度高、通用性差等问题,提出一种基于距离场映射的地形可视性分析方法。首先,在观察点位置以透视投影渲染地形,将观察点到可见的地形表面点的距离作为输出,保存到距离图;然后,以顶视图平行投影的方式再次渲染地形,通过对比片元到观察点的距离值与片元的距离场映射值来判断片元的可见性;最后,给出一种偏移采样法来减小锯齿走样的影响。试验表明,这种方法可以快速获得较高精度的可视域计算结果。另外,这种方法几何无关,能适用于多种形式的三维地形模型以及地物的可视性分析。     

基于主成分变换模型的DEM格网聚合及其误差分析

利用主成分分析揭示变量之间关系的特性,进而提出一种既能保证较高精度又能较好地保持地形形态特征的DEM格网聚合方法。首先根据主成分变换模型推导DEM格网聚合数学公式,构建主成分聚合模型;然后以30m分辨率DEM转换为90m分辨率DEM为例,根据格网点属性间的权重关系聚合重构DEM。在此基础上,以均值聚合和双线性重采样聚合方法为比较对象,从聚合前后的检查点高程偏差的统计描述、空间分布与自相关性、地形形态保持程度方面分析3种聚合策略下重构DEM的误差特性。最后运用描述统计、半变异分析和等高线套合方法,定量评价主成分聚合重构DEM的质量效果。试验分析结果表明,同均值聚合和重采样聚合相比较,该方法重构的DEM既能保持较高精度,又能很好地保持地形形态特征。     

基于DEM的地形简化方法对比分析

地形简化作为一门重要的数据压缩技术已广泛应用于DEM。在大量简化算法中，地形简化指标作为地形简化的核心环节，其好坏直接关系到地形简化的好坏。本文对基于局部误差、曲率和法向量的五个地形简化指标进行了分析评价，用离散的高斯合成曲面来模拟真实DEM，以解析得到的高斯曲率作为地形简化指标“真值”，对比研究了在离散高斯曲面上得到的五个简化指标与解析所得“真值”，通过对各个指标“保特征性”可信度的分析，获得了对这五个指标的整体评价，最后，实例验证了本文结论的正确性。     

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。