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结合质心Voronoi图优化的三维Douglas-Peucker地形简化算法

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地球信息科学学报 2022年第7期24卷 1245-1253页

作者：张娜王磊殷楠河南理工大学测绘与国土信息工程学院焦作454000

在多尺度TIN的自动构建过程中,为使各尺度数据保持地形的主要特征,需要选择合适的地形简化方法提取地形的结构特征信息。传统的3D Douglas-Peucker算法通过设定距离阈值参数对地形进行简化,简化后只保留了山脊线、山谷线等主要地形特征... 详细信息

在多尺度TIN的自动构建过程中,为使各尺度数据保持地形的主要特征,需要选择合适的地形简化方法提取地形的结构特征信息。传统的3D Douglas-Peucker算法通过设定距离阈值参数对地形进行简化,简化后只保留了山脊线、山谷线等主要地形特征,而未考虑局部细节,难以顾及局部地形起伏变化明显的区域;而质心Voronoi图能够以地形因子作为密度函数,通过迭代驱动种子点向地形起伏较大的区域聚集,但其在主要地形特征的表达方面有缺失。为此,本文将二者的特点结合,在利用传统的3D Douglas-Peucker算法简化的同时,通过质心Voronoi图迭代加入局部起伏较大的特征点,综合考虑主要结构特征及局部起伏对地形进行简化,并在多个简化级别下对原始3D Douglas-Peucker算法和本文优化算法进行了对比。实验结果表明,相对于原始算法,本文优化算法在各简化级别下简化误差降低13.6%以上,具有更高的地形表达精度,且能够更好地逼近原始地形。

关键词： Douglas-Peucker算法质心 Voronoi图地形简化特征点多尺度起伏度地理特征

利用局部Moran’s I指数进行DEM地形简化

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武汉大学学报（信息科学版） 2015年第2期40卷 280-284页

作者：朱丹董有福南京工业大学测绘学院江苏南京210009

地形简化是构建多尺度DEM数据库的重要技术。基于DEM地形数据空间自相关特征,提出了一种利用Moran’s I指数的DEM简化方案,即在计算DEM格网单元局部Moran’s I指数的基础上,通过设定阈值提取候选地形特征点,进而重构结果 DEM。以黄土丘... 详细信息

地形简化是构建多尺度DEM数据库的重要技术。基于DEM地形数据空间自相关特征,提出了一种利用Moran’s I指数的DEM简化方案,即在计算DEM格网单元局部Moran’s I指数的基础上,通过设定阈值提取候选地形特征点,进而重构结果 DEM。以黄土丘陵沟壑区为实验样区,将重要点法作为对比算法,从候选特征点分布、高程统计参数、地形结构特征等方面,对该方法的地形简化效果进行了分析。实验结果表明,基于地形空间自相关特征的DEM地形简化方法原理明确,技术方案易于实现,执行效率高,相对于重要点VIP地形简化算法,重构DEM能较好地保持地形的结构特征。

关键词： DEM 空间自相关局部Moran’s I指数地形简化

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利用地形信息强度进行DEM地形简化研究

武汉大学学报（信息科学版） 2013年第3期38卷 353-357页

作者：董有福汤国安南京工业大学测绘学院南京市中山北路200号210009 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京市文苑路1号210046

在对现有的DEM地形简化方法进行总结分析的基础上,提出了一种利用地形信息强度指数的DEM简化方案。首先提取DEM点位地形信息强度指数值,然后通过阈值法确定候选地形特征点重构DEM,以国家基本比例尺1∶5万DEM作为参照目标,并将重要点法... 详细信息

在对现有的DEM地形简化方法进行总结分析的基础上,提出了一种利用地形信息强度指数的DEM简化方案。首先提取DEM点位地形信息强度指数值,然后通过阈值法确定候选地形特征点重构DEM,以国家基本比例尺1∶5万DEM作为参照目标,并将重要点法和三维道格拉斯法作为对比方法,对应用该方法进行地形简化的效果进行了综合评价。实验结果表明,该方法应用于大范围DEM简化中可以有效地保留地形骨架的结构特征,同时具有较高的数值精度,可以满足不同层次的多尺度DEM建模的要求。

关键词： DEM 地形信息强度地形简化数字地形分析

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DEM地形简化指标的分析研究

地理与地理信息科学 2005年第2期21卷 10-15页

作者：曹志冬刘学军王叶飞汤国安长沙理工大学公路工程学院湖南长沙410076 南京师范大学地理科学学院江苏南京210097

该文对基于局部误差、曲率和法向量的5个地形简化指标进行分析评价,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",通过对各个指标"保特征性"可信度的分析,获得对这5个指标的整体评价:1)基于法向量的... 详细信息

该文对基于局部误差、曲率和法向量的5个地形简化指标进行分析评价,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",通过对各个指标"保特征性"可信度的分析,获得对这5个指标的整体评价:1)基于法向量的地形简化指标更能反映地形特征;2)各指标的"保特征性"随简化比的减小呈线性上升;3)各指标的优劣排序对地表形状和分辨率不敏感;4)各指标"保特征性"可信度在同一分辨率下较为稳定。并用实例验证结论的正确性。

关键词：地形简化 DEM 指标特征性局部误差分析评价合成曲面高斯曲率地形特征整体评价优劣排序实例验证法向量可信度分辨率正确性上升

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基于局部熵和四叉树结构的地形简化算法

中国图象图形学报（A辑） 2002年第10期7卷 1083-1088页

作者：尤克非明德烈王广君田金文柳健华中科技大学电子与信息工程系

地形实时简化在三维地形可视化和虚拟现实的应用中是非常重要的 ,为此提出了一种基于地形局部熵的实时地形简化算法 .该算法采用四叉树结构进行地形简化 ,并使用局部熵作为误差测度来提高简化结果的质量 .在四叉树结构“裂缝”的消除方... 详细信息

地形实时简化在三维地形可视化和虚拟现实的应用中是非常重要的 ,为此提出了一种基于地形局部熵的实时地形简化算法 .该算法采用四叉树结构进行地形简化 ,并使用局部熵作为误差测度来提高简化结果的质量 .在四叉树结构“裂缝”的消除方面 ,采用更加合理的数据结构来提高算法的效率 .实验结果表明 ,该算法具有实时、高效的特点 ,可以满足三维地形可视化和虚拟显示应用中地形实时简化与显示的要求 .

关键词：地形简化局部熵四叉树 LOD 视点相关三维地形可视化虚拟现实

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不确定性引导下的地形简化方法研究

测绘科学技术学报 2015年第6期32卷 650-654页

作者：黄波高翔陈文典罗鸿兵田静四川农业大学建筑与城乡规划学院四川成都611830 西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都611756 成都市勘察测绘研究院四川成都610084

提出一种不确定性引导下的地形简化方法。该方法利用地统计方法中特有的方差统计量对简化结果的不确定性进行量化评估,并以此作为优化目标进行地形简化操作。实验部分,从高程精度、地表基本形态以及骨架保留度三方面对新方法的有效性进... 详细信息

提出一种不确定性引导下的地形简化方法。该方法利用地统计方法中特有的方差统计量对简化结果的不确定性进行量化评估,并以此作为优化目标进行地形简化操作。实验部分,从高程精度、地表基本形态以及骨架保留度三方面对新方法的有效性进行验证。结果表明:与传统的特征简化方法相比,新方法在控制地形简化的不确定性的前提下很好地保持了地形简化精度以及原始地表的骨架结构。

关键词：数字高程模型地形特征点地形简化不确定性地统计

一种基于块和视点相关的大范围地形简化方法与实现

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计算机工程与应用 2002年第14期38卷 12-14页

作者：王建宇钟晓霞吴慧中南京理工大学自动化系南京210094 南京理工大学计算机系南京210094

文章简要总结了LOD进行地形简化的一般方法,介绍了一种通过稀疏采样技术实现LOD自动生成的算法。结合DEM均匀网格模型,以“块”作为地表模型大面积简化的空间单位,同时考虑了视点视向相关因素的影响,建立了多LOD数据结构保存各层模型,... 详细信息

文章简要总结了LOD进行地形简化的一般方法,介绍了一种通过稀疏采样技术实现LOD自动生成的算法。结合DEM均匀网格模型,以“块”作为地表模型大面积简化的空间单位,同时考虑了视点视向相关因素的影响,建立了多LOD数据结构保存各层模型,大大降低了大范围地景的复杂度和计算量,有效地简化了地表模型的绘制,提高了地景生成效率。该方法通过VisualC++6.0和OpenGL编程实现了一个三维的复杂地景生成系统,进一步验证了算法的有效性。

关键词：块视点地形简化地景生成计算机图形学

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点坡度熵在地形简化中的应用

测绘通报 2019年第11期 109-113页

作者：李明峰李连阳赵湘玉陆海芳南京工业大学测绘科学与技术学院

坡度是定量描述地貌形态特征的重要因子。针对DEM坡度在地形简化中应用研究较少的现状,本文基于信息熵理论提出了点坡度熵(SEP)概念,构建了量化地形信息的点坡度熵模型,研究了基于点坡度熵的地形简化方法。结合试验样区数据,将常用的重... 详细信息

坡度是定量描述地貌形态特征的重要因子。针对DEM坡度在地形简化中应用研究较少的现状,本文基于信息熵理论提出了点坡度熵(SEP)概念,构建了量化地形信息的点坡度熵模型,研究了基于点坡度熵的地形简化方法。结合试验样区数据,将常用的重要点法与该方法进行了应用对比。结果表明,该方法可有效保留地形骨架信息,取主舍次效果优于重要点法。该方法对后续DEM地形简化研究具有一定参考价值。

关键词：点坡度熵 DEM 地形简化地形信息模型

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基于Mortan码的地形简化方法研究

成都理工大学学报（自然科学版） 2003年第3期30卷 299-302页

作者：芮小平张彦敏杨崇俊中国科学院遥感应用研究所北京100101 中国矿业大学

对于基于网格的三维地形来说 ,其 DEM网格的数目直接影响计算机的存储资源、数据的存取速度以及三维地形的显示速度。作者提出了一种根据 Mortan码编码的思想来实现地形网格简化的方法 ,该方法首先根据 Mortan码编码规则对原始数据进行... 详细信息

对于基于网格的三维地形来说 ,其 DEM网格的数目直接影响计算机的存储资源、数据的存取速度以及三维地形的显示速度。作者提出了一种根据 Mortan码编码的思想来实现地形网格简化的方法 ,该方法首先根据 Mortan码编码规则对原始数据进行简化 ,然后利用简化的数据绘制地形 ,绘制地形时进一步根据 Mortan码编码规则对地形网格面片简化。这种方法的优点是能够在保证不降低网格精度的情况下实现网格 DEM数据的压缩以及三维地形上面片的简化。将该方法应用于荆江某地区三维地形的动态显示上。

关键词：三维地形 DEM网格地形简化 Mortan码编码规则可视化