等高线自动提取结构线方法与问题处理

结构线是地貌形态的骨架线,是描述地貌形态时的控制线,它在地图制图综合、遥感数字图像处理和扩充GIS 系统的应用功能上均有重要的意义。文中给出了从等高线数据中确定特征点的算法,并对整个图幅内全部特征点的确定方法进行了改进:以整体分析与局部分析相结合,根据局部地形特征的不同,使用不同的阈值分区确定特征点。然后通过建立数学模型匹配特征点生成结构线。为了提高结构线的应用潜力,在生成结构线的同时提取了结构线的分级信息,并将生成的结构线按树结构组织存储。实验结果表明该方法对任何特征的地形等高线数据均适用, 而且最后生成的结构线具有较好的完整性和较高的精确性。     

基于DEM的湟水河流域水系空间模拟应用

本文应用30m分辨率的DEM数据基于Arc GIS10.0中对青海省湟水河流域进行数字流域研究,并探讨不同阈值对生成数字河网的影响,通过对生成的河网与湟水河流域的实际河道进行对比,得出生成的河网与现实水系最为接近的阈值,最后得到流域水系的栅格网络图,生成需要的水系。     

Bernoulli双纽线的一种并行生成算法

以Bresenham算法为基础,对Bernoulli双纽线的生成算法进行了分析。首先依据Bernoulli双纽线的几何对称性及其切线斜率特征,将其在第一象限的曲线弧分割成左右两段;然后依照Bresenham算法思想引入并行机制完成Bernoulli双纽线图形的生成;最终利用C#多线程模拟实现该并行生成算法。同时,算法复杂度分析表明该算法是一种Bernoulli双纽线的较为高效的并行生成算法。     

基于有向图理论的循环水系检测方法研究与制图试验

本文针对地理国情普查图制作水系自动综合过程中,由于水系环状流向导致程序"死循环"的问题,研究利用水系环路检测技术方法来解决。该方法是在有向图基本理论的基础上,对传统深度优先遍历(DFS)算法进行改进而得到,将新型算法应用到制图生产中,开发出高效的生产实用工具。试验结果表明,改进后的DFS算法能够快速、准确和全面地检测出水系中的环路,检测精度高,缩短了水系制图综合的时间,有效提升了制图效率。     

基于数字高程模型的水系自动生成

为从数字高程模型(DEM)中自动提取区域水流特征,分析了DEM中地形的形态特征,并进行洼地填充和平地抬升的预处理,应用坡面流模拟方法进行了水流方向的确定及水流方向数字阵列的生成,最后根据水流方向阵列和河流栅格网络图生成需要的水系,其结果与手工数字化的水系基本一致,证明该方法是有效的。     

基于E-WID线/线细分拓扑关系的OSM数据冲突检测

OSM数据是我国境外地理信息生产的重要数据来源之一,但OSM要素间存在拓扑冲突问题。针对这一问题,在E-WID面/面、线/面拓扑关系层次模型基础上,采用点度和Touching、Crossing谓词发展了线/线单元交细分方法,得到了11种有效的线/线单元交细分类型。并设计实现了基于E-WID层次模型的线/线拓扑细分算法。以交通和水系为例,设计了顾及要素类型属性的线/线拓扑冲突检测规则,并用OSM数据验证其有效性。     

适用于移动平台的快速生成地形剖面线方法

本文针对移动平台内外存储容量小,处理器相对较弱的特点,通过数字高程模型（DEM,包括不规则三角网和规则格网）,提出一种适用于移动平台的等高线直接生成剖面线的方法。与其他2种数字高程模型的剖面线生成方法的对比表明,本方法计算简单、运算量小、操作方便、成果图精度适宜,非常适合用于移动GIS。另外,针对在等高线生成剖面线过程中,路线处于2条等高线之间（即与等高线没有交点）,无法求得路线高程值的情况,提出了通过作路线上任意点的水平和垂直方向直线,求得该直线与最邻近等高线的交点,利用4个交点的高程值求出路线上该点的高程值的方法。通过该方法,求出足够多高程点,进而生成剖面线。将本文提出的移动平台快速生成地形剖面线算法,应用于区域地质调查,较好地解决了实际应用中遇到的问题,取得了良好的效果。     

单投影线结构光的室外投影成像研究

激光扫描技术,从室内外地面架站到无人机机载,已经广泛应用在国土资源测量及基础设施检测各方面,具有实时生成三维数据、对作业平台稳定性要求高的特点。相比于激光扫描,结构光具有带状面阵同步观测能力,能降低自身移动振动对观测质量的干扰,但在室外环境作业方面受限明显。对此,在已有算法基础上,设计改进单线结构光投线仪,取得了“白天室外70米距离上投影线三维提取”的技术进展。     

带约束条件的不规则缓冲区生成算法

现有缓冲区算法一般都是针对固定缓冲距的缓冲区计算方法,常常会由于某种因素的影响而使某地理要素对周围的影
响范围和联系范围不固定,现有的缓冲区空间分析能力显得不足和不完备,不能满足应用需求。针对这个问题,通过对点、线、面
目标的缓冲区建立新的数学模型,将缓冲距表示为随某变量变化的函数形式,有效地解决了缓冲距可变情况下拐点凸凹两侧的缓
冲区复杂边界确定问题,给出了一种更加符合实际应用要求的带约束条件的缓冲区生成算法。通过基于QuantyView软件平台的
不规则缓冲区生成与应用实例,验证了本算法的正确性和有效性。      

正六边形格网DEM下的等高线生成算法及质量评价

正六边形格网由于各向同性、邻接等效、拟合精度高等优点,被作为规则格网DEM数据结构的格网单元,已应用到流向分析、谷地线提取等数字地形分析中,但是其质量检测评价仍没有得到很好的研究,DEM的质量直接影响到后续数据分析结果以及相关决策的正确性与可靠性。使用常规的方法如检查点法、剖面法只能在局部评价DEM的误差情况,无法全面的评价DEM的质量。而等高线能够反映地形地貌的整体情况,因此等高线回放法通过分析回放等高线的质量,进而检测评价DEM的质量,是评价DEM质量的一种相对全面准确的方法。因此,本文将顶点高差标记法应用到六边形DEM格网结构中,为正六边形规则格网DEM提出了一种等高线生成算法,并对正六边形格网DEM的数据质量进行评价和分析。首先,本文利用生成等高线拓扑正确性、与原始等高线贴合度以及弯曲特征保持情况3个指标以评价六边形格网结构下的基于顶点高差标记法所追踪的等高线,其具有无自相交等拓扑错误、与原始等高线贴合度高、弯曲特征保持情况良好等特点,证明了该算法的可行性。此外,本文将该生成方法应用到不同规则格网DEM质量对比中,即基于顶点高差标记方法分别生成四边形DEM和六边形DEM的等高线...     

以DEM提取流域水系河源的最小误差分析

 目前,以水文模型提取流域水系已成为水文科学研究中的热点问题。但用DEM提取流域水系的方法不能解决流域水系唯一性的问题。故本文在没有流域纸质水系图或遥感数据的前提下,提出以DEM提取流域水系的河源最小误差法,即通过建立实际河源与提取水系河源两点之间的距离误差与网格数大小的相互关系,以两点之间误差最小为原则解决流域水系提取唯一性问题。以晋江流域为例,30m分辨率的数字高程模型(DEM)为基础数据,采用河源最小误差法提取了晋江流域水系。结果表明,最小河流长度为42m时,实际河源与提取水系河源的距离误差达到最小,相应的晋江流域的水系分维值为1.389,表明该法是提取流域水系较合理可行的算法。     

利用水系沉积物高程定量恢复古地貌的技术方法——以鲁西白彦地区白彦砾岩为例

主要分析了构造抬升对水系和地形的影响和恢复,以从古生代灰岩围岩中大面积但零星出露的岩溶砾岩点为研究对象,对区域古水系和地形地貌恢复和反演做出了新的尝试。在收集资料和实测的基础上,尝试性探讨了利用稳定水体参照物高程反演抬升高度以及邻区山峰点的古高程、古水系,恢复区域上古地形地貌的技术方法。并以白彦地区为例,通过白彦岩溶砾岩的分布、产状、金刚石矿物含量、岩性等地质特征,恢复白彦地区古地形线、古水系位置和流向等古地理地貌,指出在白彦期时代,该区总体发育4个水系,邹城市大石墙水系、枣庄水系、平邑水系、费县水系,水系中金刚石含量较为丰富的砾岩点大多分布在凤凰山隆起中心,其中在平邑水系推测存在一个山地峡谷中的古湖泊。认为蒙山凸起中已知的常马庄地区的金伯利岩脉所含有金刚石可能主要供应平邑区水系,其他3个地区水系的金刚石可能来源于凤凰山及其东部隆起剥蚀地区。     

基于虚拟特征点的三维激光点云粗配准算法

在地面三维激光点云特征提取的过程中,由于三维点云数据采集仪器、采集方法及后期处理等因素影响,依靠传统的基于曲率、法线等几何特征及统计学算法提取出的点云特征数量较多且存在较大误差,若使用其直接作为特征点数据进行点云粗配准,很难提高点云粗配准的精度及速度。因此,本文在对点云数据实际空间分布结构分析的基础上,结合特征点提取算法、法向一致化算法、PCA（Principal Component Analysis）方法及特征点聚类等方法,提出了一种三维激光点云数据虚拟特征点拟合算法。该算法生成的虚拟特征点是由点云实际的特征点拟合得到,或是由位于被测物特征线上的特征点拟合生成的特征线计算得到,该虚拟特征点并不是扫描对象上实际存在的激光反射脚点。通过实验验证,虚拟特征点拟合算法可以较准确地拟合出由于设备及操作方法等原因而未被采集到的建筑物边角点数据,得到的虚拟特征点数据较实际特征点数据具有更少的数据量及更高的精度,使用拟合得到的虚拟特征点可以减少粗配准算法的计算量,提高粗配准算法的计算效率并能获得更精确及可靠的初始配准变换参数。     

黄陵穹隆周缘岩溶水流系统特征及成因

岩溶水流系统特征研究有助于地下水资源的合理评价和开发利用。借鉴水文学的研究方法,统计并量化了典型岩溶水流系统的空间特征以及其水文动态响应、温度场和电导率特征。划分了扇状、树枝状、平行状、梳状4种地下水系来综合反映岩溶水流系统的地表-地下岩溶特征,前两者主管道垂直于地层走向,构造裂隙起汇水作用,后两者主管道平行于地层走向,层面裂隙起汇水作用。黄陵穹隆西北翼、西翼和南翼以平行状和树枝状为主,东翼和北翼则以扇状水系和平行状水系为主。不同地下水系结构的形成及区域差异与含水系统和水系的空间关系和级次性密切相关,并表现出不同的动态特征。扇状和平行状岩溶水流系统对降雨响应最为敏感,而梳状水系岩溶水流系统响应和衰减过程最慢;基于岩溶地下水温度与出露高程和循环深度显著相关的关系建立了鄂西山区地下水温度线。这一基础性研究可为岩溶地下水流系统研究和当地工程实践提供一定的理论支持。     

一种以等差分级的DEM填洼算法

DEM的填洼是水系提取中最耗时的过程。真实的地表低高程点通常在空间上相邻,在对低高程栅格进行填洼时,少数栅格的高程值更新会导致级内大量栅格的循环迭代,从而消耗大量运算时间。为了提高DEM的填洼效率,在分级填洼的基础上,提出一种等差分级填洼算法,该算法顾及DEM各级填洼时间呈幂函数逐级递减这一地形规律。算法首先创建一系列数组,数组大小随等差数列递增;然后依次将排序后的DEM数据存放至数组中,由于定义的数组大小逐渐增大,因此,低高程区域被“分割”得很细;最后,当填洼运算从级内转至数组内时,低高程区域细致的划分极大缩短了栅格循环迭代时间,从而使得算法获得了较高的效率。新算法既能有效缩短填洼过程中的迭代时间,又能保证所提取水系的完整性与连贯性。为验证算法的有效性,选用四川省不同地区的SRTM 90 m分辨率DEM作为实验数据,并与已有的DEM分级填洼算法进行对比分析。实验结果显示：当研究区域栅格总数达到两千万个时,本文算法填洼效率提升了50%左右,且随着DEM数据量的增大,算法效率的提升更为明显,与此同时,利用新方法进行填洼后,DEM水文线连续性较强,表明了新方法的有效性。     

任意结构的电容耦合直流放电的数值模拟

本文描述了二维模型下电容合的直流放电计算过程。发展了适用于任意结构下非正交坐标系的算法。提出了决定边界条件的相关技术，程序设计中发展了网络生成系统，使程序更适用，并且用图表说明了半导体机械中的一种典型的应用。     

任意结构的电容耦合直流放电的数值模拟

本文描述了二维模型下电容耦合的直流放电计算过程.发展了适用于任意结构下非正交坐标系的算法.提出了决定边界条件的相关技术.程序设计中发展了网格生成系统,使程序更适用.并且用图表说明了半导体机械中的一种典型的应用.     

考虑线状环境因子适宜性和不同机器学习模型的滑坡易发性预测建模规律

对于滑坡易发性预测中的水系、公路和断层等线状环境因子, 现有研究大多采用缓冲分析提取距离线状因子的距离。但缓冲分析得到的线距离属于离散型变量, 带有大小不等的随机波动性且对点或线要素的误差较为敏感, 导致滑坡易发性建模精度下降。提出了使用水系和公路的空间密度等连续型变量改进线状环境因子的适宜性。以江西省安远县为例, 选取高程、地形起伏度、距水系和公路距离等14个环境因子(原始因子), 再将距水系和公路距离2个线状因子改进为水系密度和公路密度(改进因子); 之后采用逻辑回归、多层感知器、支持向量机和C5.0决策树等机器学习模型, 分别构建了基于原始因子和改进因子的机器学习模型以预测滑坡易发性; 最后利用ROC曲线和易发性指数分布特征等来研究建模规律。结果表明: ①改进因子机器学习预测精度均高于原始因子机器学习模型, 表明空间密度对于易发性预测的适宜性更好; ②在4类机器学习模型中C5.0模型对于滑坡易发性预测性能最好, 其次是SVM、MLP和LR; ③水系和公路两类环境因子的重要性较高且使用改进因子机器学习后这两类环境因子重要性排名依然非常靠前。      

空间扫描统计量方法中候选聚集区域生成的快速算法

空间扫描统计量方法是公共卫生监测领域应用非常广泛的空间聚集探测快速算法。其利用传染病监测数据可探测到病例异常增多的局部区域,对可能的传染病暴发做出早期预警。候选聚集区域的预先生成是该方法的一个关键步骤。将现有的候选聚集区域生成方法应用到包含子区域较多的大区域时,可能导致大量候选聚集区域的遗漏,影响探测结果的准确性;或可能生成大量重复的候选聚集区域,导致随后空间扫描计算时间的延长。本文在原有候选聚集区域生成方法的基础上,提出了一种新的快速算法。它以格网点间隔的优化选择,可减少对可能候选聚集区域的遗漏;同时,基于多重排序算法可在较短的时间之内,删除掉原始候选聚集区域集合中的大量重复。通过山东省西南部608个乡镇点的候选聚集区域生成测试,改进的方法可减少候选聚集区域的遗漏,并在较短的时间内删除掉所有的重复候选聚集。     

关于在我省发展电子航道图的必要性

一、我省水系及航道简介 我省水路交通运输资源丰富,主要通航河流有黑龙江、松花江、乌苏里江、嫩江等,其中黑龙江和松花江为国家高等级航道,是《全国内河航道与港口布局规划》中“两横一纵两网十八线”的重要组成部分。我省水系庞大,河流纵横,湖泊众多,贯穿全省各个市县,全省共有主要航道18条,总里程5528km,通航里程亦为5528km。