摘要：数字高程模型(digital elevation model,DEM)是地学分析应用的基础数据。目前对国际上多套开放DEM产品的精度分析与比较依然有所欠缺。以机载激光雷达数据生成的高精度DEM和数字表面模型(digital surface model,DSM)为参考,以平均误差(mean error,ME)、均方根误差(root mean square error,RMSE)、90%线概率误差(linear error at 90%probability,LE90)为统计指标,评价5种开放DEM产品(ASTER、AW3D30、MERIT、SRTM和TanDEM-X 90 m)分别表达DEM和DSM时的高程精度。实验结果表明,5种产品的高程精度存在明显差异,在山地森林区域的实际精度都低于各自目标设计精度。作为DEM使用时,5种产品都对地面高程存在显著高估,其中MERIT产品(ME为2.82 m,LE90为12.19 m)和SRTM产品(ME为4.74 m,LE90为11.75 m)的精度更高,TanDEM-X产品高估最严重且精度最差(ME为10.39 m,LE90为22.83 m)。当作为DSM使用时,5种产品都对地表物体高程存在显著低估,其中TanDEM-X产品(ME为-3.69 m,LE90为16.99 m)和AW3D30产品(ME为-5.34 m,LE90为16.81 m)精度更高。误差的空间分布受地物覆盖类型影响,在森林覆盖区域比居民地区域的误差更严重。相对坡度而言,地表物体的高度对5种DEM产品的高程误差有更强影响,各产品的高程误差随着地表物体高度的增加而显著增强。

摘要：由于单独的拓扑关系、度量关系无法区分复杂要素之间的空间关系,在语义描述上存在歧义,提出一种二维空间R2下空间关系的细分表达模型.该模型将面与线求交后,线面可以表示成n-1个拓扑和度量分量的序列矩阵,在语义上进行更细致的分段描述;采用折线节点微小圆求交的算法,考虑面带洞和目标的不确定性,归纳出线面拓扑关系细分判断的7个规则,以及长度、分割度等度量项的计算方法.最后以土地利用中图斑扣除线状地物计算地类面积为实例,验证了该模型和计算方法对解决实际问题的有效性.

摘要：静态最短路径问题已经得到很好解决,然而现实中的网络大多具有动态性和随机性.网络弧和节点的状态及耗费不仅具有不确定性且相互关联,弧和节点的耗费都服从一定的概率分布,因此把最短路径问题看作是一个动态随机优化问题更具有一般性.文中分析了网络弧和节点的动态随机特性及其相互关系,定义了动态随机最短路径;给出了动态随机最短路径优化数学模型,提出了一种动态随机最短路径遗传算法;针对网络的拓扑特性设计了高效合理的遗传算子.实验结果表明,文中提出的模型和算法能有效地解决动态随机最短路径问题,可以运用到交通、通信等网络的网络流随机优化问题中.

摘要：基于空间数据综合分析的目的,从空间认知的角度出发,提出了以四面体为基本体元,表面TIN隐含的集成模型构想。在对点、线、面、体元之间拓扑关系精心设计的基础上,采用面向对象的思想构建了对象管理器,对空间微观数据及其相互间的复杂关系进行集成组织管理,有效地使空间对象(四面)体模型与表面(TIN)模型在数据层面上得到有机整合,实现了两者之间的无缝结合。在此基础上完成了对上述集成模型的构建,并实现了对模型的拣选、切割等操作,实例验证了该模型的正确性、可行性。

摘要：针对线状地图符号构图模式和绘制效率,分析比较单元循环配置、线型叠加以及纯函数绘制三类典型线状地图符号数据结构优缺点。引入PostScript成像模型中"路径"数据结构,实现对任意复杂线状符号控制轴线的统一描述,设计基于标记顶点序列的"路径"结构化存储方法;设计颜色笔划、图元笔划和栅格笔划三种绘制方法,可以同时支持单元循环配置和线型叠加两种线状符号构图模式,支持卡通类、艺术类线状地图符号的设计;构建线状地图符号设计器原型系统并进行效率对比和多介质输出试验。试验表明,该数据结构能够针对线状符号的构图特点而进行灵活分解绘制,保证最优的符号绘制效率,能够支持复杂线状符号的设计,同时支持地图符号的屏幕显示、网络发布和纸质印刷。

摘要：以现阶段虚拟地理环境发展为背景,介绍了虚拟地理环境平台的整体建设,分析了三维可化系统在平台建设中所起的作用,针对虚拟地理环境的特点设计开发了三维可视化系统VirtualGlobal,并深入探讨了开发过程中数据组织、场景构建、数据调度、渲染策略等关键技术的实现。经验证,该系统能够符合地学分析可视化的要求,较好的完成地理环境的可视化表达。

摘要：鉴于传统城市雨水汇水区依靠人工方法划分存在的效率和质量低下的弊端,本文利用GIS等技术方法,通过开发雨水管网达标信息系统,建立了雨水管网和地形图形数据库,构建了雨水管网数据模型,设计了城市雨水出水口汇水区的自动划分算法。以南京雨水管网为例,基于对雨水管网数据的校验以及道路边界的处理,依次设计了雨水管网系统获取、雨水管网外接多边形提取、分配雨水管网系统所服务汇水区域、合并综合生成出水口汇水区等雨水出水口自动划分方法和相关算法。应用结果证明,本文的雨水出水口汇水区的自动划分方法不仅操作性较强,而且大大提高了汇水区划分的效率和质量。

摘要：本文提出了一种基于不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)的河网水系提取算法。讨论了河网水系的结构模式,包括河网水系的组织结构、层次结构和拓扑结构,并给出了河网水系描述的拓扑数据结构。在分析TIN中三角形各边的汇流特性基础上,依据矢量代数理论,讨论了三角形各边和水流方向的关系,并给出了各边汇流特性的判断准则。基于上述理论,设计了TIN的河网水系提取算法,并通过实例进行了分析验证。

摘要：针对数字近景立体摄影测量中立体影像的高效自动匹配的需要,提出一种基于数字视差模型(digital parallax model,DPM)和改进SIFT(scale invariable feature transformation)特征的立体影像匹配算法。该算法首先根据近景立体摄影系统中相机基距和相互关系固定的特点,利用已知的标定数据,构建立体影像的数字视差模型,并计算立体影像中的同名核线参数,再在DPM和核线的约束下,确定右影像上同名像点的搜索范围,以提高匹配速度和准确性;其次,利用SIFT特征和灰度特征,设计结合局部结构信息和全局灰度信息的匹配相似性测度计算模型,以增强匹配的稳健性。利用该算法对实际立体影像进行试验,结果表明本文方法可大大消减错误匹配,提高匹配的可靠性和精度。

摘要：利用几何代数的多维统一性与运动表达的简明性特征,设计了用几何代数向量场拟合进行地表坡向表达和提取的新算法。基于高斯合成曲面模型模拟的多尺度格网DEM数据,对坡向计算的正确性、抗噪性及空间整体性进行验证和统计分析,显示几何代数向量场拟合方法能正确提取地表坡向,且较之三阶反距离平方权算法具有更强的抗噪性;选取5类典型的不同地貌类型数据进行最优窗口和坡向提取试验,黄土丘陵,梁、峁、塬和风沙地貌的最优窗口大小分别为13、11、11、11、17,所提取的坡向可以较好地反映不同地貌类型的结构特征。