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基于小波变换的DEM多尺度综合研究

李含璞  
【摘要】:随着GIS应用领域的不断扩大和需求层次的日益提高,利用多尺度空间数据实现多层次观察分析地理现象变得越来越重要。空间数据的多尺度处理与表达,已成为建立多尺度空间数据库,实现多尺度GIS或无级比例尺GIS的核心内容。而建立尺度依赖的空间数据表达模型,实现地理信息多尺度自动综合是解决空间数据多尺度处理与表达的关键技术。 小波理论的多分辨率分析思想与空间数据的多尺度表达有惊人的相似性。本文在深入分析空间数据多尺度表达内涵的基础上,提出采用小波多分辨率分析理论对地理空间进行多尺度剖分。通过自动建立和动态维护一个多尺度嵌套的地理空间子序列和尺度依赖的空间数据表达模型,实现对DEM的多尺度自动综合和连续表达。 为此,本文首先对小波变换理论和多分辨率分析思想进行了比较详细的阐述。随后对DEM多尺度综合的小波适宜性、DEM边界处理方式及小波分解高频系数的阈值选取标准进行了研究,为小波多尺度综合DEM提供了必要的准备。通过利用二进制、多进制和提升小波分别对不同地形类别DEM的多尺度综合实验,研究利用小波变换综合DEM对高程精度及空间相关性的影响。最后研究了小波多尺度综合DEM对地形因子的影响及其随空间尺度的变化规律。实验证明,采用小波变换理论对DEM进行多尺度综合,能方便实现多尺度数据集地派生和连续表达;综合过程对高程精度的影响可完全控制在相应尺度DEM的误差限差之内;综合尺度对地形基本特征因子值的影响具有明显的规律性。


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