基于移动窗口法的DEM数据优化方法研究

基于移动窗口法的DEM数据优化 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 研究 DEM基于移动窗口法的数据优化方法研究 21 1 2 ，，，涛胡伟卢小平卢遥余 ( 1,，454003;河南理工大学 矿山空间信息技术国家测绘局重点实验室河南 焦作 2, ，100101) 中国科学院 遥感应用研究所北京 A Study of Optimizing DEM Data by ovng-wndowMii HU eU aopngU aoU Tao Wi，LXii，LY，Y :、。，DEM TIN、摘要数字高程模型 的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达方法主要有 规则格网等高线等由于这些方法都没有预先对高程数据进行优化会造成，DEM 。DEM ，Matlab 大量的数据冗余从而影响构建 的速度研究移动窗口和逐点搜索两种构建 的数据优化算法并利用 软件对 SRTM ，，。DEM 数据进行试验验证结果表明这两种方法都达到较好的优化效果可大大提高构建 的速度通过进一步比较这两种算 ，。得出移动窗口数据优化算法整体优于逐点搜索数据优化算法的结论 法的优化结果 :; DEM; SRTM; 关键词移动窗口数据优化 ，DEM 。的方法使 能够应用到更广泛的地学领域中 、一引言 、DEM 二数据优化 DEM 数字高程模型 是将一定范围内规则格网 ( X，Y) Z ，点的平面坐标及其高程 的数据集用于描 1, DEM 数据的选择,1,。，述区域地貌形态的空间分布目前不规则三角 SRTM ( NS) AA数据是由美国太空总署和国防TIN DEM ，网 是构建 的主要方法其优点是可以减少 ( NIMA ) ，部国家 测 绘 局 联 合 测 量 的其 精 度 分 为 ,2,( Grid ) 。 规则格 网 方法造成的数据冗 余采 用 1arc-second 3arc-seconds SRTM1 ，和两 种即和Delaunay TIN ，三角剖分是生成 的主要途径但在构 ,3, SRTM3 。30 M 90 M 数据或 和 数据本文试验研DEM ，建大区域平坦地区 时会出现大量三角形表示 40? :4 1?、117? :11 8?，究区范围为北纬 东经 从中 ，，同一个平面的情况由此产生大量的冗余数据从 100 × 100 SRTM3 选取了 个 的采样点高程数据作为 DEM 。而导致构建 的速度减缓 2 。81 km，、试验数据试验区面积为 区内有平原山地 Grid TIN 本文集成了 建模与 建模各自所具有 ，21 :60 m，两大主要地貌类型平原高程在 山地的 。Grid ，; 的优点首先读取 的数据并剔除冗余数据然1 000 : 2 303 m。高程在 Delaunay TIN 后再用 三角剖分算法生成 来构建 DEM 。 Delaunay TIN 模 型用 三 角 剖 分 生 成 构 建 2, 移动窗口数据优化算法DEM ，过程中对于地表起伏不大的平原地区或小区 ，移动窗口数据优化算法就是在一定大小的窗，域地形平坦地区大量的三角网对地表形态的拟合 ，口内判断地形高程值是否满足阈值要求如果高程 。完全可以用一个或几个三角形来代替笔者研究 ，的最大值和最小值与平均值的差值都小于阈值则 DEM ，了 数据的优化方法即剔除平坦地区用大量三 ，剔除该点其数学表达式为 ，角形描述起伏较小区域的数据仅用一个或少量三 ，max(X ) )av g(X ) 角形拟合描述且不损失或较少损失模型表示地形 ?μ thd ( 1)，DEM 。 的逼真度与精度从而大大提高构建 的速度, avg(X ) )m in( X) ?μ thdDeaunay DEM ，l具体方法是用 三角网构建 时采用 max( X) 、min( X) 、avg(X ) ，式中分别为窗口内的高移动窗口的数据优化算法和逐点搜索数据优化算 、; 程数据的最大值最小值和平均值μ为选取的阈 thd ，法来达到减少数据量的目的从而找出适用于海 。1 。值移动窗口数据优化的算法 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 如图 所示 、TIN DEM量高效和符合实际应用需求的基于 构建 ，由此可见窗口大小及阈值的选取将影响到数 DEM 。据优化的效率和构建 的精度若选取的窗口 ，，，较大计算量就小能提高数据优化的速度但会损 2011-01-11: 收稿日期 : 2009 ( 973) ( 2009CB226107) ; ( ,2009,44 )基金项目年国家重点基础研究发展计划资助项目国家基础测绘科技项目测科函号: ( 1988—) ，，，，。 作者简介胡 伟男河南信阳人硕士生主要研究方向为摄影测量与遥感 H、H、H、H、H，TIN ，分别表示某点的高程及式中失 建模表示地形的逼真度与精度所构建的 left right up down DEM ; ，难以较好地拟合地形若窗口较小则会增大 、、、。该点邻近点左右上下的高程，。，，计算量降低优化速度同样若阈值选取较大则 2 。逐点搜索数据优化的算法流程如图 所示 TIN DEM ; 用 构建的 来拟合地形就会失真且精度低 ，。，阈值较小就达不到数据优化的目的因此如何 ，DEM 选取最为适宜的窗口大小和阈值取决于构建 、。的精度要求采样点的高程数据及地形起伏情况 2 图 逐点搜索数据优化算法流程图 、三实例验证 1, 移动窗口数据优化算法的优化结果 1 5 × 5、4 × 4 表 为选取 两种窗口大小与不同阈 ; 3 ，Delaunay 1 图 移动窗口数据优化算法流程图值的优化处理结果图 为数据优化后用 TIN DEM 。 1 三角网生成 表示的 效果图由表 及 3，图 得出移动窗口数据优化算法的数据优化率高 3, 逐点搜索数据优化算法 28, 57% 0, 5 s ，DEM ，达 以上构建 的时间由优化前的 逐点搜索数据优化算法就是逐点判断其高程 0, 4 s ，DEM ，缩短到 左右提高了 的构建速度构建 ，值与邻域内高程值的关系如果某点与邻域内高程 DEM ，，的 拟合地形的逼真度和精度由阈值和窗口大 差值都小于阈值就剔除该点其数学表达式为 。小共同决定 ? μ H )H thdleft, H )H right μ? , thd ( 2), ? μ H )H thdup, , ? μ H )H thddown 1 表 不同阈值和窗口大小的优化结果 / m/ / / ( % )/ s窗口大小效果图阈值 优化后三角形个数 个优化后的点数 个优化率 计算时间 × 51, 514 0297 14328, 570, 416 15 3( a)图 5 × 5 2, 5 13 214 6 708 32, 92 0, 410 4 3( b) 图 3( c) 5 × 5 3, 5 12 110 6 140 38, 60 0, 388 7 图 3( d) 4 × 4 1, 5 14 157 7 217 27, 83 0, 446 0 图 3( e) 4 × 4 2, 5 13 438 6 854 31, 46 0, 436 7 图 3, 5 36, 66 3( f) 4 × 4 12 398 6 334 0, 417 1 图 3( g)19 602 10 000 0, 500 2 图 原数据 注: 优化率 = ( 原数据点个数 )优化后数据的点个 数) / 原数据点个数 × 100% 2,4，得出逐点搜索数据优化算法的数据优化率高图 逐点搜索数据优化算法的优化结果 30, 20% 0, 5 s，DEM 达 以上构建 的时间由优化前的 ，2 4 同理表 和图 为选取不同阈值逐点搜索数 0, 4 s ，DEM ，缩短到 左右提高了 的构建速度构建 DEM 。 2 据优化的结果及构建的 效果图由表 和 。、。，减小快拟合地形的逼真度和精度高等优点同时还 、、DEM得出应根据地形特征高程数据精度构建的 ，拟合地形的精度和逼真度的要求来选取阈值及窗 。口大小的结论 4 DEM 图 效果图 、四结束语 Delaunay TIN DEM 针对用 三角网生成 来构建 、DEM 易产生大量数据冗余影响到构建 速度的问 ，、题本文建立了从数据源开始优化剔除冗余数据 ，的算法模型并通过实例对比分析了移动窗口和逐 ，点搜索数据优化算法的适用性为研究高效构建 DEM 。提供了借鉴 3 DEM 图 效果图:参考文献 2 表 不同阈值的优化结果 ,1,, ,D,, : 宋秋艳不规则三角网及其可视化实现长沙中 阈值计算时优化后优化优化后三角 ，2008,南大学 效果图 / m / s间/ / / ( % )形个数 个 点数 个 率 ，, DEM TIN 邱祝礼李有利不规则 数据转换为 模型算 ,2,J,, 2005( 2) :18 7-188, ， 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 与应用汪,法探讨及可视化 0, 513 7176 98030, 200, 444 14( a)图 , ,J,, 美国航天飞机雷达地形测绘使命简介测绘 通1, 5 11 702 5 927 40, 73 0, 381 6 4( b) 凌 图 ,3,2000( 12) :3 8-40,67, 47 4( c) ，2, 5 6 426 3 253 0, 323 1 图报 4( d)19 602 10 000 0, 500 2 图 , RS-Globe DEM Delaunay 原数据王强的 数据处理与 三角网 ,4,D, : 2009,,，开封河南大学 ,生成算法研究 ，, ,M,, : 李志林朱庆数字高程模型武汉武汉大学出 3, 两种算法的优化效果2003, ， 版社,5,，、DEM 、通过上述试验从优化率构建 的速度 , SRTM-DEM 韩 海 辉基 于 的青藏高原地 貌 特 征 分 DEM 3 : D,, : 2009,，效果图 个方面对比分析得出窗口大小为 兰州兰州大学 ,析 ,6,, DEM 罗斌基于约束数据域三角剖分的高精度 快速 4 × 4、2, 5 m ，阈值为 时移动窗口数据优化算法优化 D,, : 2006,，西安长安大学 ,生成技术及实现; 0, 5 m ，效果较好相同窗口大小且阈值为 时逐点搜 ,7,。，索数据优化算法优化效果较好据此可以得出移