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基于规则格网DEM的等高线自动提取技术研究

赵洪伟  
【摘要】:当前多数新型的地形信息是以格网的形式进行采集、获取并存储,这样从GRID到等高线的算法在高层次的表达中就显得更加重要。基于规则格网DEM的等高线自动提取技术已经在我部项目中得到了应用。 本文在规则格网提取等高线基础上设计实现了得到格网对角线上内插等高点的算法,并输出等高线数据,用来在三维地形模型上插入等高线,以弥补两种地形表达方式各自的不足。 重点研究内容及特点: 1、对等高线的概念、分类、特点进行了简单的论述。讨论了等高线地形图在军事上的应用,说明了等高线地形图在现实应用中的重要地位。阅读和使用以等高线为基本描述方式的军事地形图是军事指挥员的基本技能。 2、简要论述了数字高程模型(DEM)的起源、概念及其应用,DEM主要有规则格网GRID和不规则三角网TIN两种表现形式。同时,根据等高线和DEM各自的特性,比较出两种地形表达方式各自的优点,说明了在现实应用中,根据不同的用途,我们要分别用到不同的表达方法。 3、论述了从规则格网中提取等高线的基本算法思想,分为先内插再跟踪和边内插边跟踪两种。而在求取等高线的过程中,跟踪遍历的方法还有很多,各算法中比较的重点是遍历范围的限定及所采用的数据结构对程序的效率的影响。重点分析论述了几种解决交叉网格二义性问题的方法。 4、从程序设计角度论述了两种基于格网DEM等高线提取算法的实现,在实现过程中,对不同的数据存储结构及不同算法的效率进行了比较,设计了减小可搜索网格集合,提高系统效率的策略,结果是链表存储可搜索网格集合效率优于数组存储;先内插再跟踪的算法优于边内插边跟踪的算法;有交网格分离算法能大幅提高系统效率,在跟踪多条等高线时优势更加明显。 5、设计实现了等高线与三维DEM模型的综合显示,从可视化的角度弥补了这两种地形表达方法的不足,也为基于规则格网DEM的等高线算法研究提供了有力的评估算法精度的手段。


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